成人特發(fā)性脊柱側凸矢狀位參數分析及脊柱-骨盆矢狀位平衡預測模型構建與臨床多病種驗證.pdf

1、研究目的：
　　 成人特發(fā)性脊柱側凸(Adult Idiopathic Scoliosis，AS)是常見的脊柱疾患，主要來源于兩大人群:一類發(fā)病于骨骼成熟以后，另一類發(fā)病于骨骼成熟之前（嬰幼兒、青少年等）未進行正規(guī)診治遷延至成人。治療目的:在獲得良的平衡基礎上，防止畸形進展并盡可能大程度地矯正畸形、改善外觀。其中，獲得良好的平衡是治療成功的前提和首要目的。越來越多的研究表明，脊柱-骨盆矢狀位失平衡是脊柱畸形患者疼痛、軀體功能喪失

2、、生活質量下降的重要原因。由于脊柱-骨盆解剖學、病理學、影像學和臨床表現等較為復雜，矢狀位序列紊亂的臨床治療十分困難，序列重建手術存在復雜性和較高風險。目前主要通過脊柱后路截骨矯形改變脊柱矢狀位某些彎曲（胸椎后凸、腰椎前凸）進而重建整體矢狀位平衡。然而究竟術中重建矢狀位到何種程度才能有效地恢復脊柱-骨盆矢狀位序列平衡，是脊柱外科醫(yī)師制定個體化、最優(yōu)化手術決策首選需要解決的問題。
　　 目前國內外關于脊柱-骨盆矢狀位研究現狀主要包

3、括:1）雖然提出并驗證大量矢狀位參數的重要性，但并沒有研究探討眾多參數中究竟哪些對于人體矢狀位平衡的維持起到關鍵的作用;2）缺少脊柱-骨盆矢狀位全參數的匯總、統(tǒng)一分析;3）尚無學者明確將腰椎、骶骨、骨盆統(tǒng)一為整體(即本研究提出的腰骶椎-骨盆復合體，lumbosacral-pelvic complex，LSPC)進行描述，更缺少LSPC冠狀位-矢狀位聯合探討研究;4）雖有研究提出一些參數關系或公式指導矢狀位序列重建手術決策，但研究適用性差

4、、結果過于簡單、缺少某些關鍵矢狀位參數的納入、不能統(tǒng)籌兼顧整體和局部平衡;5）絕大部分研究集中在黑、白兩個人種患者人群進行，缺少黃種人群矢狀位平衡領域的深入研究。
　　 本課題針對上述問題進行探討研究，并嘗試建立一種能夠聯系脊柱-骨盆矢狀位整體和局部平衡、初步預測矢狀位截骨術后平衡關鍵參數的指導性模型，采用多病種驗證的方式，嘗試探討拓展預測模型的病種適用范圍，以期對臨床矢狀位重建手術最優(yōu)化決策具有一定指導意義。
　　 研

5、究方法：
　　 1、研究對象:1）脊柱-骨盆矢狀位參數分析病例:收集自2009年-2011年在同一脊柱畸形?？浦行拇_診并進行脊柱后路三維矯形植骨融合內固定術的成人特發(fā)性脊柱側凸患者，共計63例符合納入標準。2）脊柱-骨盆矢狀位平衡狀態(tài)預測建模及多病種驗證病例:收集自2008年-2012年在同一脊柱畸形?？浦行木驮\的成人特發(fā)性脊柱側凸患者進行建模，共計156例，隨機分為兩組:a、基礎建模組，131例，用于脊柱-骨盆矢狀位平衡狀態(tài)預

6、測模型的建立;b、初步驗證組，25例，用于矢狀位平衡預測模型的初步驗證;另外收集自2008年-2012年在同一脊柱畸形?？浦行男袉渭兒舐方毓鞘中g的成人脊柱畸形患者進行臨床多病種驗證，共計63例，其中成人特發(fā)性脊柱側凸24例，先天性脊柱側凸21例，強制性脊柱炎性脊柱后凸畸形18例。
　　 2、實驗方法:1）影像學資料獲得及測量:所有患者行術前、術后至少1年站立位脊柱-骨盆全長正側位X線片檢查，包括雙側股骨頭。2名脊柱外科醫(yī)生在脊柱

7、-骨盆全長X線片上分別測量1次，取平均值。測量參數包括:TK、Total TK、TJK、LL、Total LL、SVA、PI、PT、SS、PA、SSA、ST、C7 ratio、T1SPI、T9SPI、PR-S1、PR-L1、SPT等（詳見英文縮略語表及第一部分測量方法）;2）數據處理軟件及統(tǒng)計學方法:所有數據以均數±標準誤來表示，數據處理軟件包括Microsoft Excel2007、Matlab軟件7.8.0(R2009a)、SPSS

8、軟件(Chinese version19.0)等，數據處理方法包括Pearson相關性分析、主成分分析、T檢驗、多元線性回歸等。選取P＜0.05作為顯著性差異的界限。
　　 結果：
　　 （一）成人特發(fā)性脊柱側凸脊柱-骨盆矢狀位參數分析1、AS人群，脊柱-骨盆矢狀位平衡關鍵參數包括:Total TK、Total LL、PI、SS、PT、PA、 PR-L1、SPT、SVA。
　　 2、脊柱-骨盆矢狀位參數橫向之間存

9、在錯綜復雜的相關聯系網絡（詳見第二部分相關性矩陣和相關性網絡圖），分析發(fā)現矢狀位橫向相關性主要集中在骨盆兩套評測系統(tǒng)參數內部以及對外的延伸，可能與骨盆作為矢狀位平衡主要的代償機制有關;相關性更多可能歸因于解剖學的毗鄰;Total TK和Total LL相比于常規(guī)TK和LL可能能夠更好地描述脊柱矢狀位曲線。
　　 3、脊柱后路三維矯形植骨融合內固定手術對AS矢狀位平衡的影響主要表現為:術后脊柱生理彎曲（Total TK和Total

10、 LL）角度顯著減小(P＜0.01); PT、SPT術后顯著增高(P＜0.05)，SS、PR-L1術后顯著降低(P＜0.05);單純脊柱后路選擇性胸彎或腰彎融合AS未融合脊柱矢狀位彎曲（Total LL或Total TK）手術前后無顯著性差異。
　　 （二）LSPC冠狀位-矢狀位聯合研究1、腰椎冠狀位側凸畸形導致骨盆矢狀位高代償狀態(tài)（高PT和高PA）;
　　 2、發(fā)病于LSPC矢狀位序列發(fā)育成熟之后冠狀位腰椎側凸畸形對骨

11、盆矢狀位解剖學序列無顯著影響;發(fā)病于LSPC矢狀位序列發(fā)育成熟之前的冠狀位腰彎畸形存在增高PI和PR-S1的趨勢和降低SPT的趨勢，進一步的研究需要通過擴大病例數或進行大型流行病學調查。
　　 （三）脊柱-骨盆矢狀位平衡預測建模及臨床多病種驗證1、初步建立成人脊柱畸形脊柱-骨盆矢狀位平衡預測模型: YPT=-46.21+0.26XtotalTK-0.65XtotalLL+0.25XPI-0.59XPR-SI(R2=0.82806

12、，平均誤差為3.8357°)YSVA=-27.06+2.02XtotalTK-3.39XtotalLL+3.49XPI-2.69XPTpredict(R2=0.50548，平均誤差為21.8166mm)經初步驗證，模型具有較好的預測能力(R2＞0.5)。
　　 2、經臨床多病種初步驗證，脊柱-骨盆矢狀位平衡預測模型適用于成人特發(fā)性脊柱側后凸畸形、成人先天性脊柱畸形單純后路截骨矯形/半椎體切除植骨融合內固定手術術后矢狀位平衡狀態(tài)預

13、測;不適用于成人強直性脊柱炎伴脊柱后凸畸形脊柱后路截骨矯形術后矢狀位平衡狀態(tài)預測。
　　 結論：
　　 脊柱-骨盆矢狀位平衡是各解剖單元之間互相關聯、互相作用的動態(tài)平衡，眾多矢狀位參數中存在某些關鍵參數對平衡的維持意義重大，在此基礎上建立的脊柱-骨盆矢狀位平衡預測模型可以初步預測成人特發(fā)性或先天性脊柱側后凸畸形單純后路截骨/半椎體切除矯形矢狀位序列重建手術術后平衡狀態(tài)，對臨床矢狀位重建手術最優(yōu)化決策具有一定指導意義。