深入理解腰椎滑脱与骨盆矢状位参数的关系

王华东 侯树勋

腰椎滑脱与骨盆矢状位参数关系的研究近年来受到极大的关注。研究表明，成年人中腰椎滑脱症( lumbar spondylolisthesis ) 的发病率约为 6%，主要以峡部裂性和退变性两种类型最为常见[1-2]。许多研究结果显示骨盆的矢状面形态在腰椎滑脱的发生和发展过程中发挥着重要的作用[3-4]。通过正常人群与腰椎滑脱患者骨盆矢状面参数的对比，进一步发现了各参数之间的变化规律及特点。同时，伴随滑脱的发展，脊柱和腰骶、骨盆之间表现出不同的解剖学形态变化。根据这些参数的变化，不同的腰椎滑脱分型应运而生。深入理解骨盆矢状位参数的变化，对腰椎滑脱患者的术前评估、术后分析和长期疗效随访，以及对其它脊柱退变性疾病的诊断、手术方式的选择及预后均具有重要的指导意义[3-5]。

一、腰椎滑脱的发生、发展与骨盆矢状位参数的关系

许多因素都可能对腰椎滑脱的发病和发展造成影响，例如性别、激素、妊娠、韧带过度松弛、关节突形态等。过去 10 年间，部分研究已经证实腰椎滑脱的发生、发展与 矢状面参数密切相关。矢状面参数能客观反映腰骶部滑脱的病理改变过程及有关代偿机制。对于腰椎滑脱患者而言，获取矢状面参数最好的方法便是影像学测量。由于骨盆矢状面参数的变化与脊柱的形态改变密切相关，拍摄腰骶部侧位 X 线片的时候，范围应当包括双侧股骨头，有条件的医院应拍摄脊柱全长正侧位。

大量研究已经证实，腰椎滑脱患者中骨盆矢状面解剖参数是异常的，并且伴随的滑脱的进展，脊柱及骨盆表现出不同的形态学变化，甚至导致失平衡状态的发生。矢状面参数的增加与腰椎滑脱程度之间呈正相关性，进一步证明矢状面参数是影响腰椎滑脱发展的重要的因素之一。腰椎滑脱患者的骨盆入射角 ( pelvic incidence，PI ) 明显高于无症状的健康人群[6]。骶骨倾斜角 ( sacral slope，SS ) 表现出同样的变化。意味着脊柱矢状位弯曲度更加明显，是腰椎滑脱重要的始发因素。此时，为维持脊柱的平衡，腰椎前凸角 ( lumbarlordosis，LL ) 代偿性地增大。腰椎前凸曲度的增大导致更大的应力作用于关节突关节，随着时间推移，导致局部的关节炎出现。这种病理变化与 SS 的改变有关，且预示滑脱可能出现。滑脱的进一步发展导致椎间盘的退变、破裂，使前凸曲度减小，引发重力线的前移。为了代偿这种变化，腰椎滑脱患者矢状面序列表现为骨盆倾斜角 ( pelvic tilt，PT ) 增加，SS 减少。PI的增大对于矢状面失平衡的代偿更有意义[7]。因此，腰椎滑脱出现矢状面失平衡是可以自我调节的。但是腰椎前凸曲度的减小是不利因素，加之代偿机制的受限，矢状面失平衡会进一步加重。经典的 Roussouly 分型[8]中，腰椎滑脱的人群常见于第 3、4 型，即高 SS 型。因为腰椎滑脱的患者为维持腰椎前凸的存在，但骨盆并没有代偿性的后倾的时候，腰骶部的向前方的剪切力便会集中作用在小关节，导致出现关节炎、不稳等退变，最终发生滑脱[9]。滑脱出现时，PI 与 SS 之间的变化关系更为紧密，证明了骶骨的前倾是 PI 增大的主要代偿机制[6]。目前，普遍公认的两种低度滑脱的发生机制[4,10]：PI 增高，伴随的 SS 增大，LL 代偿性地加大，使腰骶间隙存在较高的剪切力。相反，PI 的减小引发 SS 变小，会导致 L4及 S1后柱结构在过伸情况下遭到 L5椎体后柱顶撞，从而引起“胡桃夹”效应 ( 图1 )。

图1 a：较高的 PI，SS 相应增加，LL 代偿性地增加，L5～S1 间隙存在较高的剪切力，提高了 L5 椎弓根及峡部的张力；b：较小的 PI 值，SS 值相应减少，导致 L4 及 S1 后柱结构在过伸情况下遭到 L5 椎体后柱顶撞，引发“胡桃夹”效应Fig.1 a: Patients with high PI and sacral slope have increased shear stresses at the lumbo-sacral junction, causing more tension on the pars interarticularis at L5; b: Patients with a low PI and a smaller sacral slope would have impingement of the posterior elements of L5 between L4 and S1 during extension, thereby causing a “nutcracker” effect on the pars interarticularis at L5

对于退变性滑脱而言，PI 的增加，伴随着SS 的增加，矢状面平衡 ( sagittal vertical aixs，SVA ) 增大，LL 减小，颈 7 垂线 ( cervical 7 Plumb line，C7PL )和重心点前移，出现矢状面的失平衡，SS 代偿性地减小，PT 增大 ( 骨盆后倾 )。LL 的丢失愈发严重，矢状面的失平衡则更加明显，这是因为骨盆后倾的代偿机制受到了限制。在峡部裂性滑脱中，PT、SS、PI 同样明显增大。并且通过保持 LL 来维持 SVA[1]。这点与退变性滑脱中适度的骨盆后倾机制有所不同。两种类型的滑脱比较而言，退变性滑脱具有高 PI、LL、SS。峡部裂性滑脱由于 LL 的增加，椎体后方结构成为剪切力的主要作用点，加之峡部结构存在异常，滑脱进一步加重。伴随着滑脱的进展，维持或者加大腰椎前凸可以代偿性地维持脊柱的 SVA。小关节、椎间盘的病理改变及 PT 的变化对于峡部裂性滑脱的加重影响较小。对于峡部裂型腰椎滑脱人群来说，作用于峡部的剪切力较大，由于该类人群的骶骨位置趋于前倾，躯体需要更大的 LL 以适应骶骨的前倾，以代偿脊柱的矢状面失平衡[11]。综上所述，无论何种类型的腰椎滑脱，矢状面参数都伴随着腰骶部的形态改变而变化，对于评估疾病的发生、发展、治疗方式的选择都具有重要的参考价值。

二、腰椎滑脱的分型与骨盆矢状位参数的关系

对疾病提出系统、完善、可信的分型与分级，不仅体现出人们对于该类疾病的深入认识和理解，而且为医务人员制订治疗方案提供了理论基础和依据。有益于合理、系统、针对性展开手术，提高诊疗效果。Wiltse和 Marchetti 等分别提出了不同分腰椎滑脱分级，但仅仅考虑的滑脱这一个因素。时至今日，脊柱外科医生应常常采用 Meyerding 分级进行滑脱的评估。通过腰椎侧位 X 线片上将下位椎体上缘前后径分为 4 等分，上位椎体向前移位 ＜ 1 / 4 者为 I 度；1 / 4～1 / 2 为 II 度；1 / 2～3 / 4 为 III 度；＞ 3 / 4 者为 IV 度；与下位椎完全错开者为全滑脱[12]。该方法具有直观、简便、易记忆等特点，便于各个层级的医生短期掌握。同样，该方法只关注了局部的组织结构差异，忽视整体解剖结构变化的影响。随着人们越来越多的意识到骨盆矢状面参数在腰椎滑脱中的诊疗意义，一些更加全面、系统的以矢状面参与为基础的分型方法应运而生。

2008 年，Mac-Thiong 和 Labelle 等基于滑脱程度 ( 低度和高度滑脱 )、发育异常的程度 ( 低度和高度 ) 和骨盆矢状面参数提出新的滑脱分型[3,13]。在低度滑脱 ( ＜ 50% ) 中，主要参考 PI 及 SS 的变化。对于高度滑脱 ( ≥ 50% )，SS 和 PT 之间变化预示着矢状面可能存在平衡和失平衡的情况。但是有关椎体发育程度的分级，由于涉及内容纷繁复杂，难以记忆。因此，脊柱畸形研究组 ( spinal deformity study group，SDSG ) 剔除了有关发育的相关内容，取而代之的是 PI 的变化 ( 分为数值低、正常、高 )，进一步修正该分型，系统地将滑脱分为两大类，第一大类为低度滑脱 ( 滑移程度为 0、1、2 度或者滑移程度 ＜ 50% )；第二大类为高度滑脱 ( 滑移程度为 3，4 度及椎体前移或者滑移程度 ＞ 50% )。下设 6 个亚型：第 1 型，PI ＜ 45° ( 胡桃夹型 )；第2 型，45° ≤ PI ≤ 60°；第 3 型，PI ＞ 60°，上述三型主要是由于 L5～S1间剪切力变化造成的滑脱。第 4 型为骨盆平衡型，特点是高 SS 和低 PT [ SS 基准值约为 SS = ( 0.844835PT ) + 25.021 ]。第 5 型及第 6 型滑脱又称为骨盆后倾型，具有低 SS 和高 PT 的特点。同时参考 C7PL 与股骨头之间的关系，前者 C7PL 位于股骨头轴心点之后，为平衡型脊柱。后者则为失衡型脊柱。该分型相较之前的腰椎滑脱分型，其可信度有了明显的提高 ( 图2 )。腰骶 - 骨盆的失平衡状态可以改变腰骶部的机械性剪切力，启动相应的代偿机制来维持合适的躯干姿态。具有高 PI 和 SS 的第 3、4 型滑脱在 L5～S1依旧存在较大的剪切力，只能通过增加 LL 使 C7PL 位于股骨头轴心点之后，保持姿势平衡。当 LL 增大超过极限的时候，骨盆不得不为了维持平衡出现代偿性的后倾。特别是在第 5、6 型的患者中，骨盆后倾 ( SS 减小 ) 和骶骨垂直 ( PT 增加 ) 更加明显，躯干出现失平衡，患者外观为髋关节屈曲，躯干前倾。

Roussouly 等[10]认为，在 3 型或者 4 型 ( 即高 SS 组 ) 腰椎滑脱患者中，平衡组为患者站立位时表现出高SS 和低 PT，且患者的姿态与高 PI 非滑脱对照组相似。失平衡组患者表现出站立位的骨盆后倾和骶骨垂直，表现出低 SS 和高 PT 的表现。在 I、II、III 度腰椎滑脱患者中，SS 值呈现增加的趋势，而在 IV、V 度腰椎滑脱患者中，SS 反而逐渐减少。导致这种现象的原因可能是由于发生 IV、V 度腰椎滑脱后，由于 L5的下终板和 S1的上终板分离，作用于 S1上终板垂直方向的力减少，此时骨盆呈后倾的形态，脊柱 - 骨盆矢状面序列处于失平衡的状态[14]。

三、腰椎滑脱的治疗选择、预后与骨盆矢状位参数的关系

腰椎滑脱常见症状主要为腰痛、神经源性间歇性跛行及下肢放射性疼痛。腰痛的特点是机械性疼痛，与姿势及活动相关。后两种症状主要与滑脱后椎管狭窄，神经受压迫有关。因此在面对患者需要接受手术治疗的时候，症状与手术方式的选择密不可分。对具有神经症状的患者而言，减压是不必可少的。但是，滑脱是否原位固定还是需要复位？评判标准是什么？复位到什么程度？依旧是存在诸多争议的问题。手术可以发现，滑脱的节段往往存在大量的组织增生和瘢痕形成，关节突及韧带结构的退变性表现，都对手术复位造成一定的难度。特别是重度滑脱的患者，复位的前提是充分椎体周围松解。不光涉及后方结构，包括前方的间盘切除，后外侧的组织松解等一系列操作。随之而来的问题便是手术时间延长、出血增加，特别是复位后神经牵拉，可能诱发患者术后出现的新的神经症状。如果术前评估患者已经存在矢状面失平衡，术后复位矫形的程度，也影响患者的治疗效果。矫形纠正不够或者过度矫形，都可能引发术后新的失平衡出现。

图2 腰椎全长侧位 X 线片显示 6 种 SDSG 分级中腰骶 - 骨盆形态Fig.2 The X-ray of spine of six types SDSG classifi cation

脊柱与骨盆矢状面参数的变化共同维持了躯干在局部和整体结构上的 SVA。手术治疗主要针对保守治疗无效的低度滑脱患者，以及存在高度滑脱的患者。手术不仅可以纠正滑脱，C7PL 的后移使 SVA 恢复至正常的生理范围，躯体可以通过增大 LL，减小 PT 来适应 SVA 的重建[11]。滑脱复位后腰椎前凸获得重建，术后出现的多种骨盆代偿机制受到抑制，间接地改善了骨盆后旋和骶骨垂直的状态。目前大家普遍接受的共识是建议对第 5、6 型滑脱进行手术复位。不同于低度滑脱，症状主要局限于病变节段。高度滑脱还可能对区域性骨盆解剖结构造成影响，甚至导致脊柱畸形，引发严重的腰背部疼痛。高度滑脱往往还伴随着解剖的发育异常。这些因素都有可能导致患者出现相应的临床症状[15]。

Kawakami 等[16]提出第一腰椎 - 骶骨水平距 ( L1axis S1distance，LASD ) 的概念，是指 L1中心铅垂线到S1上终板后上角的距离，该参数手术前后的变化对评估手术疗效有显著影响。患者术前的 LASD ＞ 35 mm，但并未手术纠正椎体滑脱，那么手术疗效及术后恢复均不佳。滑脱复位以后，LASD 较术前显著减小，JOA评分显著改善。除此之外，术后 SVA ＜ 50 mm，患者的生活健康治疗评分明显增高。当 SVA ＞ 50 mm 时，LL 与 PI 之间存在不匹配。LL = PI ± 9° 是外科医生参照的标准。如果是术前诊断多节段滑脱，且具有较大的SVA 和较小的 LL，手术恢复腰椎前凸对于滑脱的治疗至关重要。此外，术后的 SVA 与术后残余疼痛及功能障碍的发生高度相关。短节段融合后，PI 与 LL 出现不匹配，手术效果将受到影响，同时难以到达维持良好SVA 的作用[17]。患者术后出现腰痛症状，称之为“平背综合征”，腰椎前凸恢复不佳，间接反映出可能存在躯干站立位的不稳。PT 的增加，SS 的减少意味着骨盆在滑脱后出现代偿性改变。手术改善 PT 可以显著提高治疗的效果[18]。非平衡骨盆矢状面序列与平衡组和正常人组相比具有显著差异，建议矢状面失平衡的患者应当考虑行手术复位。而对于骨盆失平衡的高分级腰椎滑脱患者中则表现出异常的躯体姿态，因此，建议通过手术复位纠正局部腰骶部畸形，重建正常的脊柱结构序列 ( 图3 )[19]。

目前，腰椎后路椎体间融合术是治疗腰椎滑脱主流的手术方法。该手术的特点在于切除椎间盘完成椎间松解，通过植骨完成椎间融合，使前柱结构得到支持。对侧隐窝等后外侧结构进行直接或间接地减压，尽可能做到彻底松解，便于恢复脊柱 - 骨盆正常的矢状面序列，减小滑移程度，改善脊柱的生物力学环境。相关研究进一步表明，对腰椎椎间融合辅以椎弓根螺钉固定治疗腰椎滑脱，PT、SS 均较术前有显著改变[18]。Park等[18]的研究显示椎体间滑移程度及椎间隙高度与 PT、LL 之间存在密切的联系，术后 PT 较术前明显减小，而 SS 显著增大，并且适当恢复椎间隙的高度对相关症状的缓解有明显作用。腰椎椎间融合术后，骨盆矢状面参数发生明显变化，对腰骶部进行后外侧松解、椎间融合。融合成功后，L5上终板代替 S1上终板，骨盆矢状面参数将会发生相应改变。此时 L5I 代替了PI，一个理想的 L5I 对于患者拥有良好的预后更有实际意义。

图3 Hersko 通过数据分析 133 位腰椎滑脱患者的骨盆矢状位参数后分为骨盆平衡组 ( 左 ) 和失平衡组 ( 右 ) [19]Fig.3 According to analyze spino-pelvic alignment from 133 patients of spondylolisthesis, Hersko defi ned that two types pelvis, one is the balance pelvis; another is the retroverted pelvis [19]

同时，术后 L4～5节段承受的剪切力将达到最大，因此术前应对 L4～5节段解剖结构进行分析、评估，有助于减少滑脱邻近节段术后发生退变等风险。峡部裂性腰椎滑脱患者宜选用腰椎后路椎体间植骨融合加椎弓根螺钉内固定术。退变性腰椎滑脱患者可选用腰椎后路椎弓根螺钉内固定加椎体后外侧植骨融合术。短期观察，融合节段重力线恢复至生理位置，有助于姿态的改善；长期随访，改善矢状位的平衡有利于融合节段的稳定性。根据术前 PT 和 SS 的变化，患者可分为SVA 和失平衡两种情况，在接受后路椎体复位椎弓根螺钉后外侧植骨融合术的 SVA 患者组，术后相应参数及结构序列变化并无明显差异。而失平衡的患者组术后 LL、SS、PT 显著改善。因此，对失平衡的患者行椎体复位有助于更好地恢复脊柱序列和骨盆形态。分析骨盆矢状面参数对手术方案的制订和评估患者术后相邻节段的病理生理改变都有着重要的指导意义。

早在 20 世纪 20 年代，对于滑脱复位的问题已经展开激烈的讨论。在当时的技术条件下，复位可能导致较高的神经损伤发生率，手术时间延长，术中出血多，许多脊柱外科医生认为原位融合更加安全。伴随着脊柱外科技术的发展，滑脱复位的操作变得日益安全、有效。通过外科方式重建矢状面序列，再次成为支持两种观点人员之间争论的焦点。早期支持术中复位的理论基础是纠正腰骶部的严重滑脱畸形，可以改善矢状面的失平衡，并且使患者的躯干直立，同时有益于提高融合率。原位融合不能有效改善腰骶部的后凸畸形，依旧存在较大的剪切力，且术后非融合率较高。通过手术复位后，畸形不仅被纠正，还可提高融合的客观条件。因为此时的剪切力已经转变为轴向压力，减少再滑脱的风险[20-25]。外科技术的提高使复位后神经损伤发生率大幅减低，平均为 5% 左右。由于腰骶 - 骨盆的结构直接影响脊柱的矢状面序列，手术复位的主要目的是在复位滑脱的同时重建合理的矢状面参数。

小结：综上所述，腰椎滑脱是常见的导致腰痛、进行性脊柱畸形和神经功能障碍的退变性脊柱疾病。传统影像学评估较为局限，涉及的范围较小。随着研究的深入，证实矢状面参数的变化反映了疾病的发生、发展、转归情况，显著提高对于腰椎滑脱的评估、诊断和治疗的准确性、安全性及有效性。对于手术方式的选择，骨盆矢状位参数的变化提供了重要的参考信息，根据不同的分型分级，最大限度地优化了治疗结果，减少相关术后并发症的出现。在临床工作中，需要统筹兼顾地展开工作，以理论为基础，不拘泥于教条，针对患者的具体情况，积极展开个体化治疗，优选方案，为提高疾病的治疗效果而不懈努力。目前，关于腰椎滑脱和骨盆矢状面参数变化之间的具体关系、机制以及流行病学方面的内容仍缺少大样本多中心回顾性的系统研究。这方面依旧是未来脊柱外科医生关注的焦点问题之一。

[1] Kwan LJ, Min KS. Difference of sagittal spinopelvic alignments between degenerative spondylolisthesis and isthmic spondylolisthesis[J].J Korean Neurosurg Soc, 2013, 53(2):96-101.

[2] Barrey C, Jund JG, Roussouly P. Spinopelvic alignment of patients with degenerative spondylolisthesis[J]. Neurosurgery, 2007, 61(5):981-986.

[3] Labelle H, Mac-Thiong JM, Roussouly P. Spino-pelvic sagittal balance of spondylolisthesis: a review and classifi cation[J]. Eur Spine J, 2011,20(Suppl 5):641-646.

[4] Roussouly P, Pinheiro-Franco JL. Biomechanical analysis of the spino-pelvic organization and adaptation in pathology[J]. Eur Spine J, 2011,20(Suppl 5):609-618.

[5] Labelle H, Roussouly P, Berthonnaud E, et al. Spondylolisthesis, pelvic incidence, and spinopelvic balance: a correlation study[J]. Spine,2004, 29(18):2049-2054.

[6] Lai Q, Gao T, Lv X, et al. Correlation between the sagittal spinopelvic alignment and degenerative lumbar spondylolisthesis: a retrospective study[J]. BMC Musculoskelet Disord, 2018, 19(1):151.

[7] Mehta VA, Amin A, Omeis I, et al. Implications of spinopelvic alignment for the spine surgeon[J]. Neurosurgery, 2015, 76(Suppl 1):S42-56.

[8] Roussouly P, Gollogly S, Berthonnaud E, et al. Classifi cation of the normal variation in the sagittal alignment of the human lumbar spine and pelvis in the standing position[J]. Spine, 2005, 30(3):346-353.

[9] Lim JK, Kim SM. Comparison of sagittal spinopelvic alignment between lumbar degenerative spondylolisthesis and degenerative spinal stenosis[J]. J Korean Neurosurg Soc, 2014, 55(6):331-336.

[10] Roussouly P, Gollogly S, Berthonnaud E, et al. Sagittal alignment of the spine and pelvis in the presence of L5-S1 isthmic lysis and lowgrade spondylolisthesis[J]. Spine, 2006, 31(21):2484-2890.

[11] Radovanovic I, Urquhart JC, Ganapathy V, et al. Infl uence of postoperative sagittal balance and spinopelvic parameters on the outcome of patients surgically treated for degenerative lumbar spondylolisthesis[J]. J Neurosurg Spine, 2017, 26(4):448-453.

[12] Li Y, Hresko MT. Radiographic analysis of spondylolisthesis and sagittal spinopelvic deformity[J]. J Am Acad Orthop Surg, 2012, 20(4):194-205.

[13] Mac-Thiong JM, Labelle H, Parent S, et al. Reliability and development of a new classifi cation of lumbosacral spondylolisthesis[J]. Scoliosis,2008, 3:19.

[14] Vialle R, Ilharreborde B, Dauzac C, et al. Is there a sagittal imbalance of the spine in isthmic spondylolisthesis? A correlation study[J]. Eur Spine J, 2007, 16(10):1641-1649.

[15] Wang Z, Wang B, Yin B, et al. The relationship between spinopelvic parameters and clinical symptoms of severe isthmic spondylolisthesis: a prospective study of 64 patients[J]. Eur Spine J, 2014, 23(3):560-568.

[16] Kawakami M, Tamaki T, Ando M, et al. Lumbar sagittal balance infl uences the clinical outcome after decompression and posterolateral spinal fusion for degenerative lumbar spondylolisthesis[J]. Spine, 2002, 27(1):59-64.

[17] Wang T, Wang H, Liu H, et al. Sagittal spinopelvic parameters in 2-level lumbar degenerative spondylolisthesis: A retrospective study[J].Medicine, 2016, 95(50):e5417.

[18] Kim MK, Lee SH, Kim ES, et al. The impact of sagittal balance on clinical results after posterior interbody fusion for patients with degenerative spondylolisthesis: a pilot study[J]. BMC Musculoskelet Disord, 2011, 12:69.

[19] Hresko MT, Labelle H, Roussouly P, et al. Classifi cation of high-grade spondylolistheses based on pelvic version and spine balance: possible rationale for reduction[J]. Spine, 2007, 32(20):2208-2213.

[20] Mac-Thiong JM, Duong L, Parent S, et al. Reliability of the Spinal Deformity Study Group classifi cation of lumbosacral spondylolisthesis[J].Spine, 2012, 37(2):E95-102.

[21] Martiniani M, Lamartina C, Specchia N. “In situ” fusion or reduction in high-grade high dysplastic developmental spondylolisthesis (HDSS)[J]. Eur Spine J, 2012, 21(Suppl 1):S134-40.

[22] Kasliwal MK, Smith JS, Kanter A, et al. Management of high-grade spondylolisthesis[J]. Neurosurg Clin North Am, 2013, 24(2):275-291.