强直性脊柱炎胸腰段后凸畸形矫形设计概述

宋 凯，张永刚

解放军总医院 骨科，北京 100853

强直性脊柱炎胸腰段后凸畸形矫形设计概述

宋 凯，张永刚

解放军总医院 骨科，北京 100853

强直性脊柱炎是一种主要累及中轴关节的慢性炎症性疾病，晚期易伴发僵硬固定的胸腰段后凸畸形，导致站立、行走、平视、平卧困难，患者活动能力受限，生活质量明显下降。截骨矫形是治疗该类畸形的唯一有效方式。近年来，国内外文献提出了多种胸腰段后凸畸形的矫形设计方案，其重点为如何确定截骨所需角度，以恢复骨盆-脊柱整体矢状位平衡并纠正颌眉角。本文就常见的矫形设计方法进行综述。

强直性脊柱炎后凸畸形；矢状面平衡；颌眉角；矫形设计

强直性脊柱炎是一种主要累及中轴关节的慢性炎症性疾病，晚期易伴发僵硬固定的胸腰段后凸畸形(腰前凸减小，胸腰段后凸，胸后凸减小或轻度增加)，导致站立、行走、平视、平卧困难等，患者活动能力受限，生活质量明显下降[1-5]。

腰前凸减小及胸腰段后凸使躯干重心病理性前置，患者为再次取得平衡并降低机体能量消耗，代偿性伸髋、屈膝，最终通过后倾骨盆重置躯干重心与髋轴的相对位置，同时改善平视状况[6-16]。因此，强直性脊柱炎胸腰段后凸畸形矫形的关键在于：1)重建矢状面平衡，恢复自然站立时骨盆中立位，确保髋中立、膝伸直；2)改善平视能力。

腰端或胸腰段单节段或双节段经椎弓根椎体截骨术(pedicle subtraction osteotomy，PSO)被普遍认为是矫正强直性脊柱炎僵硬固定的胸腰段后凸畸形最为安全有效的方式[17-21]。然而，只有恰当的截骨矫形角度才能既满足矢状面平衡重建的需要，又能恢复病人的平视状态，最终改善患者的活动能力和生活质量。

1 矢状面重建

传统的截骨设计[22]也称为“剪纸法”，术前拍摄站立位侧位片，按照1∶1比例拓展成纸样，在纸张分别测量颈、胸、胸腰段及腰椎的Cobb角，分析脊柱后凸中各节段的Cobb角，找出截骨矫形最有效的位置。通常认为，L1为胸腰椎交界处，是矫正胸腰段后凸的理想部位，L3是腰前凸的顶点，为恢复正常腰椎曲度的理想部位。将纸样剪切，模拟矫形，同时测量颌眉角，最终确定截骨角度[19]。此为传统的截骨设计办法，直观、易懂，模拟效果好，但其应用相对复杂。此外，传统的模拟法着重于脊柱序列的重建，并未重视骨盆的代偿，因此未能重建良好的整体骨盆-脊柱矢状面平衡。

矢状面平衡距离(sagittal vertical axis，SVA)定义为C7与骶骨后上角的水平距离，其反应矢状面的整体平衡，当SVA在-4 ～ 4 cm，矢状面平衡良好。因此Ondra等[23]以SVA = 0 cm作为矢状面矫形重建标准，通过三角函数法将C7重置与骶骨后上缘上，并以此明确截骨范围。具体方法：通过骶骨后上角(posterior superior corner of S1，PSCS)做垂线，连接此垂线上相应截骨节段的定位点与C7，二线的夹角(α)即为截骨角度(图1A)。此后，Yang和Ondra[24]在其基础上，将椎体前方皮质闭合点作为旋转中心，更为精确地设计出所需截骨角度及其范围。具体方法：通过PSCS做垂线，以截骨椎体前缘闭合点为旋转中心(rotation point，RP)，以RP-C7为半径做圆，将C7旋至垂线交点C7’，α(∠C7-RP-C7’)即为截骨角度(图1B)。Ondra和Yang提供了一种更为简便实用的矫形设计方式。然而，该方法同样局限于脊柱序列的重建，而忽略了骨盆代偿状态的恢复。事实上，按照上述设计方法，并无法将C7重置于骶骨后上角上。因此，其同样未能重建骨盆-脊柱整体的矢状面平衡。

Min等[4]从患者外观照进行截骨角度设计。他认为，人们正常站立姿态下，躯干与下肢成一直线，并垂直地面，而强直性脊柱炎胸腰段后凸畸形则导致二者成角(躯干前倾，下肢屈曲)。因此，截骨角度应为可恢复二者成一直线的角度。具体方法：沿脐做水平线，将直线相交躯干线段的后1/3点作为轴点(o)，连接轴点与耳屏、膝轴，其垂线角分别定义为为：耳屏角(a)、屈膝角(b)。二者之和被定义为是全躯体后凸角(whole body kyphosis angle，WBKA) (WBKA=a+b)，WBKA被认为是设计截骨的角度(截骨节段为L3，相对应脐水平)(图1C)。此法从外观照入手，简单、方便[4]。其不仅仅局限于脊柱后凸的矫正，而是将下肢的代偿情况一起考虑的矫形的设计之中。其膝关节角(图1C中b角)即反应了膝关节屈曲代偿的部分。然而，由于外观上无法明确髋关节的屈伸情况，所以，该方法实际上忽略了伸髋的代偿机制。

Le Huec等[25]提出FBI胸腰段后凸畸形截骨角度设计。以截骨椎体前缘为旋转中心，将C7重置于骶骨终板上方。除此之外，FBI法兼顾下肢在矢状面上的代偿能力，将股骨倾斜角(反应膝关节代偿的参数)与骨盆倾斜追加角(反应髋关节代偿的参数)补充入截骨角度。具体方法：通过S1终板上一点做垂线(b)，以截骨椎体前缘为轴点(c)，将C7下终板中点(a)旋至垂线b，此角定义为C7倾斜角(C7 translation angle，C7TA)；股骨力线垂线角(femoral obliquity angle，FOA)为股骨轴线与垂线d夹角；标记并测量PT，如果PT＜15°，PTCA(angle of tilt comensation)定义为0°，如15°＜PT＜25°，PTCA为5°；如PT＞25°，PTCA为10°。截骨角度：FBI angle of correction = C7TA + FOA + PTCA(图1D)。此法同样注重下肢的代偿机制和骨盆-脊柱整体矢状面的重建。其股骨倾斜角即反应了膝关节对矢状面的代偿能力，而骨盆倾斜追加角则反应了髋关节的代偿。然而，FBI法中的骨盆倾斜追加角实际上大大低估了AS后凸患者过度伸髋在矢状面平衡中的代偿能力。

Lamartina等[26]提出利用脊柱股骨角设计截骨角度，并追加10°作为伸髋代偿的补充，如胸椎同时存在活动度，将其过伸过屈位的差值同样补充入截骨角度(对于AS患者而言，由于脊柱强直，无需考虑此角度)。我国学者兰魁勇[27]将此法应用于AS后凸患者矫形设计中。具体方法：通过骶骨后上角做垂线，与截骨椎体相交于O，连接O与C7，此线代表脊柱线，其与股骨轴线(femoral axis，FA)所成夹角称为脊柱股骨角(spino femoral angle，SFA)。截骨角度= SFA+10°(图1E)。此法基于FBI法而设计，其脊柱股骨角实际为FBI法中的C7TA与FOA的综合，不同之处在于其将所有存在屈膝代偿的患者均追加10°作为补充伸髋的代偿。尽管如此，该法同样低估了伸髋在矢状面平衡中的代偿能力。

Van Royen等[28]将骨盆的旋转情况考虑到截骨矫形的设计方案中，其将反映骨盆位置性参数骶骨倾斜角(sacral slope，SS)设定为40°，在此基础上，以SVA=7.5 cm作为作为矢状面矫形重建标准。以截骨椎体前缘作为旋转中心，将C7重置与骶骨后上缘前方7.5 cm处。Van Royen等[29]在此基础上设计了专门的计算及软件用于其临床应用。具体方法：将骶骨后上角作为原点，以骶骨终板角(sacral endplate angle，SEA)(等同于SS)=40°作为标准建立坐标系。以截骨椎体前缘闭合点作为旋转点(RP)，将C7旋至C7’(原点水平前方7.5 cm)，α(∠C7-RP-C7’)即为截骨角度(图1F)。此方法同样注重骨盆-脊柱序列整体的矢状面重建，其并通过纠正骨盆的旋转状态来弥补下肢的代偿，而事实上，骨盆的代偿恰反映了整个下肢的代偿情况总和(髋、膝)，当骨盆调整至中立位状态时，髋、膝关节均可恢复至正常状态，直接纠正骨盆的旋转比分别纠正髋关节的代偿和膝关节的代偿更为简单方便。

Song等[30-31]证实肺门可近似作为强直性脊柱炎胸腰段后凸畸形的躯干重心，并以此代替C7作为矢状位重建的影像学标志。其首先通过骨盆形态学参数PI预测理论PT，并由此确定骨盆中立位线；再将肺门重置于骨盆中立位线上。具体方法：测量术前PI，利用公式tPT =0.37×PI-7得出tPT值，通过tPT做直线HA-HP’，此线定义为该患者骨盆中立位线；以椎体皮质前缘闭合点(RP)为旋转中心，将肺门(hilus pulmonis，HP)旋至骨盆中立位线上，交点为HP’，则α(∠HP-RP-HP′)即为设计截骨角度(图1G)。此方法同样着眼于骨盆-脊柱序列的整体矢状面重建，与Van Royen的方不同之处在于：1)其不再将C7作为重建影像学标记；2)其通过骨盆参数间的相关性预测不同患者的骨盆中立位状态，更为个性化。

2 纠正颌眉角

Suk等[5]通过对强直性脊柱炎胸腰段后凸畸形患者进行随访，发现当颈椎强直的患者颌眉角处于-10° ～ 10°时，可获得最好的平视能力。因此，对于此类患者，颌眉角的矫正同样关键。Suk教授认为，AS后凸的下肢代偿情况为“屈髋、屈膝”，因此，其要求测量颌眉角的体位标准为“伸髋、伸膝”。而事实上，AS后凸患者的髋关节为过伸状态，因此，要求患者伸髋则成为一个矛盾的选择。

宋凯等[32]同样对颈椎强直的AS患者进行随访，发现尽管-10° ～ 10°的颌眉角虽然能使患者获得最好的平视能力，但同时带来了下视能力的不足，如家务劳动、伏案工作等受限。而其研究证实，颈椎强直的患者在获得10° ～20°的颌眉角时能够取得最优的整体满意度。该方法要求测量颌眉角的体位为“自然站立位”，能够更为真实地反映了AS患者的视野情况。尽管如此，该研究并未将患者的职业及生活习惯纳入考量范围，因此其结论也相对较为笼统。

3 截骨节段对矢状面重建与颌眉角纠正的影响

矢状面重建与颌眉角的纠正同为AS后凸矫形的关键，无论是传统的剪纸法、Van Royen法，还是肺门法，均兼顾二者的平衡。而通过调整截骨节段则成为平衡二者的一个最为有效的办法。一般来讲，近端节段截骨更有利于颌眉角的重建，而远端节段截骨更有利于矢状面平衡的重建[28-29,32-33]。当然，在选择截骨节段的同时，亦不能忽略截骨矫形的效力，而顶椎区的截骨往往能取得更大的截骨矫形角度。

图 1 截骨矫形设计图A： Ondra法；B： Yang法； C： 全脊柱后凸角法； D： FBI法； E： 脊柱股骨角法； F： Van Royen法； G： 肺门法Fig. 1 Deformity planning for thoracolumbar kyphosis in AS A: Ondra method B: Yang method C: WBKA method D: FBI method； E: SFA method F: Van Royen method G: Hilus Pulmonis method

4 结语

对于不同的AS胸腰段后凸畸形矫形设计，每种设计方法都有自己的特点和偏重。剪纸法、Ondra法、Yang法单纯关注脊柱序列的重建；而FBI法、脊柱股骨角法、Van Royen法、肺门法同时注重了恢复下肢对于脊柱序列的代偿；Suk的颌眉角法、宋凯的颌眉角法则更侧重颈椎强直患者的矫形设计。全脊柱后凸角法则从患者外观上进行矫形设计；尽管如此，至今仍然缺乏针对每种方法长期随访的临床效果比较或分析。因此，多中心的临床循证学研究值得期待。

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Deformity planning for thoracolumbar kyphosis in ankylosing spondylitis: A literature review

SONG Kai, ZHANG Yonggang
Department of Orthopaedics, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China

ZHANG Yonggang. Email: zhangyg301@hotmail.com

Ankylosing spondylitis (AS) is a common inflammatory rheumatic disease that causes characteristic spinal deformities, such as flattening of normal lumbar lordosis and thoracolumbar kyphosis, which may lead to impaired ability of walking, standing, lying on the back and looking straight ahead. Spinal osteotomy is the only effective treatment for this disease. So far, many methods have been designed, and the key is to calculate the exact angle, so as to reconstruct the sagittal balance and the chin-brow vertical angle (CBVA). In this paper, the common methods are reviewed and discussed.

ankylosing spondylitis kyphosis; sagittal balance; chin-brow vertical angel; orthopedic design

R 687.3

A

2095-5227(2015)05-0521-04

10.3969/j.issn.2095-5227.2015.05.029

时间：2015-02-04 10:52

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20150204.1052.004.html

2014-11-20

首都临床特色应用研究(Z141107002514168)

Supported by the Clinical Characteristic Program of Beijing(Z1411070 02514168)

宋凯，男，在读博士。研究方向：脊柱外科。Email: songkai200018@163.com

张永刚，博士，主任医师，主任，教授，博士生导师。Email: zhangyg301@hotmail.com