第二军医大学学报  2020, Vol. 41 Issue (3): 254-258   PDF    
引用本文
李博, 胡文, 杨明园, 周潇逸, 翟骁, 魏显招, 杨长伟, 李明. 脊柱骨盆矢状面参数随年龄的变化[J]. 第二军医大学学报, 2020, 41(3): 254-258  
LI Bo, HU Wen, YANG Ming-yuan, ZHOU Xiao-yi, ZHAI Xiao, WEI Xian-zhao, YANG Chang-wei, LI Ming. Changes of sagittal spino-pelvic parameters with age[J]. Academic Journal of Second Military Medical University, 2020, 41(3): 254-258 (in Chinese with English abstract)  
脊柱骨盆矢状面参数随年龄的变化
李博, 胡文, 杨明园, 周潇逸, 翟骁, 魏显招, 杨长伟, 李明     
海军军医大学(第二军医大学)长海医院骨科, 上海 200433
收稿日期: 2019-05-14    接受日期: 2019-06-26
基金项目: 国家自然科学基金（81372012）.
作者简介: 李博, 硕士生.E-mail:smmulibo@163.com.
通信作者(Corresponding author): 杨长伟.Tel:021-31161697, E-mail:changwei_y@qq.com;
李明.Tel:021-31161700, E-mail:limingch@21cn.com.
摘要: 目的 研究中国东部地区不同年龄阶段脊柱骨盆矢状面参数的差异及随年龄如何变化。方法 回顾性分析2014年1月至2015年8月于我院健康体检中心留存的311名无症状健康志愿者的资料，由2名外科医师收集人口统计学数据及脊柱骨盆矢状面影像学参数，包括年龄、性别、最大胸椎后凸角、最大腰椎前凸角、最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角、骶骨倾斜角、骨盆倾斜角、骨盆入射角、骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值、骨盆入射角-腰椎前凸角、矢状面躯干偏移、T1矢状面角度、T1骨盆角度及T1脊柱骨盆倾斜角。采用Pearson相关分析研究年龄与矢状面参数的关系，建立多元线性回归方程分析年龄与最大胸椎后凸角的关系。根据年龄将研究对象分为7组：< 20岁、≥ 20且 < 30岁、≥ 30且 < 40岁、≥ 40且 < 50岁、≥ 50且 < 60岁、≥ 60且 < 70岁和≥ 70岁，采用Kruskal-Wallis H检验比较各年龄段脊柱骨盆矢状面参数的差异。结果 311名健康志愿者的最大胸椎后凸角（r=0.280，P < 0.01）、最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角（r=-0.320，P < 0.01）、骶骨倾斜角（r=-0.216，P < 0.01）、骨盆倾斜角（r=0.237，P < 0.01）、骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值（r=0.282，P < 0.01）、矢状面躯干偏移（r=0.279，P < 0.01）、T1矢状面角度（r=0.247，P < 0.01）及T1骨盆角度（r=0.259，P < 0.01）均与年龄相关，而最大腰椎前凸角、骨盆入射角、骨盆入射角-腰椎前凸角及T1脊柱骨盆倾斜角均与年龄无明显相关性（P均>0.05）。建立多元线性回归方程：最大胸椎后凸角=0.175×年龄+28.233，年龄每增长10岁最大胸椎后凸角增加1.75°。< 20岁、≥ 20且 < 30岁、≥ 30且 < 40岁、≥ 40且 < 50岁、≥ 50且 < 60岁、≥ 60且 < 70岁和≥ 70岁组人数分别为8、56、51、59、56、56、25名，最大胸椎后凸角、骨盆倾斜角、骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值、矢状面躯干偏移、T1矢状面角度及T1骨盆角度均随年龄增长而增大（P均 < 0.01），最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角、骶骨倾斜角则随年龄增长而减小（P < 0.01、P < 0.05）。结论 在中国东部地区无症状健康志愿者中，最大胸椎后凸角随年龄增长而增大（年龄每增长10岁最大胸椎后凸角增大1.75°）。
关键词: 矢状面参数    脊柱    骨盆    年龄    矢状面平衡    
Changes of sagittal spino-pelvic parameters with age
LI Bo, HU Wen, YANG Ming-yuan, ZHOU Xiao-yi, ZHAI Xiao, WEI Xian-zhao, YANG Chang-wei, LI Ming     
Department of Orthopaedics, Changhai Hospital, Naval Medical University(Second Military Medical University), Shanghai 200433, China
Supported by National Natural Science Foundation of China (81372012).
Abstract: Objective To explore the difference of sagittal spino-pelvic parameters at different age stages and the changes with age in Eastern China. Methods The medical records of 311 asymptomatic healthy volunteers from Jan. 2014 to Aug. 2015 in Physical Examination Center of our hospital were retrospectively analyzed. The demographic data and radiological parameters were collected by two individual surgeons, including age, gender, maximum thoracic kyphosis (maxTK), maximum lumbar lordosis (maxLL), maxLL minus maxTK (maxLL-maxTK), sacral slope (SS), pelvic tilt (PT), pelvic incidence (PI), PT/SS, PI minus lumbar lordosis (PI-LL), sagittal vertical axis (SVA), T1 sagittal angle, T1 pelvic angle (TPA) and T1 spinopelvic inclination (T1SPI). Pearson correlation analysis was performed to evaluate the relationship between age and sagittal spino-pelvic parameters. A multiple linear regression equation was established to analyze the relationship between age and maxTK. The volunteers were divided into seven groups (< 20 years, ≥ 20 and < 30 years, ≥ 30 and < 40 years, ≥ 40 and < 50 years, ≥ 50 and < 60 years, ≥ 60 and < 70 years, and ≥ 70 years), and the sagittal spino-pelvic parameters were compared using Kruskal-Wallis H test. Results In 311 healthy volunteers, the maxTK (r=0.280, P < 0.01), maxLL-maxTK (r=-0.320, P < 0.01), SS (r=-0.216, P < 0.01), PT (r=0.237, P < 0.01), PT/SS (r=0.282, P < 0.01), SVA (r=0.279, P < 0.01), T 1 sagittal angle (r=0.247, P < 0.01) and TPA (r=0.259, P < 0.01) were all related to age, while the maxLL, PI, PI-LL, and T1SPI were not related to age (all P>0.05). According to the established multiple linear regression equation:maxTK=0.175×age+28.233, the maxTK increased by 1.75° every 10 years of age. There were 8, 56, 51, 59, 56, 56 and 25 volunteers in the groups of < 20 years, ≥ 20 and < 30 years, ≥ 30 and < 40 years, ≥ 40 and < 50 years, ≥ 50 and < 60 years, ≥ 60 and < 70 years, and ≥ 70 years, respectively. The maxTK, PT, PT/SS, SVA, T1 sagittal angle and TPA were significantly increased with age (all P < 0.01), and the maxLL-maxTK and SS were significantly decreased with age (P < 0.01, P < 0.05). Conclusion In asymptomatic population of Eastern China, maxTK is increased with age (1.75° per 10 years old).
Key words: sagittal parameters    spine    pelvis    age    sagittal balance    

目前普遍认为矢状面参数与健康相关生活质量（health-related quality of life，HRQOL）明显相关，术中可基于矢状面参数对异常的矢状面排序进行重建，从而改善患者HRQOL[1-3]，因此明确矢状面参数正常值十分重要。多项研究通过评估正常人群脊柱骨盆的形态学，明确了脊柱骨盆参数的正常值，这些参数包括骨盆入射角、骨盆倾斜角、骶骨倾斜角、T1矢状面角度、胸椎后凸角、腰椎前凸角、胸腰交界矢状面Cobb角、矢状面躯干偏移及T1骨盆角度[4-8]。

年龄对这些参数的影响引起越来越多的关注，然而目前研究结论并不一致。Mac-Thiong等[9]研究表明骨盆倾斜角、骶骨倾斜角、骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值与年龄相关性较弱。Zhu等[6]认为胸椎后凸角、骨盆倾斜角、骶骨倾斜角等矢状面参数与年龄明显相关。Vialle等[5]研究发现骶骨倾斜角、骨盆倾斜角与年龄无明显相关性。Hammerberg和Wood[8]分析了50例70~85岁健康志愿者的资料，结果显示除C7铅垂线外，其他脊柱排列参数均与年龄无明显相关性。然而，这些研究仅回答了脊柱骨盆参数是否与年龄相关这一问题，未准确揭示矢状面参数随年龄增长如何变化。本研究旨在分析中国东部地区无症状健康志愿者不同年龄阶段的脊柱骨盆参数及其随年龄的变化情况。

1 资料和方法 1.1 研究对象

回顾性纳入2014年1月至2015年8月于我院健康体检中心拍摄站立位全脊柱正侧位X线片的311名无症状健康志愿者。纳入标准：（1）既往无脊柱疾病或脊柱手术史的健康人；（2）既往无腰痛及影像学畸形；（3）年龄>18岁。排除标准：（1）明确诊断存在腰椎病变或畸形；（2）肿瘤或感染；（3）髋、膝、踝关节畸形；（4）无完整的影像学参数。所有纳入研究对象均来自中国东部地区。本研究通过我院医学伦理委员会审批，所有研究对象均签署书面知情同意书。

1.2 数据收集

由2名外科医师收集人口统计学数据及影像学参数，包括最大胸椎后凸角（Cobb法测量）、最大腰椎前凸角（Cobb法测量）、最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角、骶骨倾斜角（骶骨终板与水平线的夹角）、骨盆倾斜角（双侧股骨头中点和S1终板中点连线与垂线的夹角）、骨盆入射角（S1上终板垂线与双侧股骨头中点和S1终板中点连线的夹角）、骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值、骨盆入射角-腰椎前凸角、矢状面躯干偏移（S1后上角垂线与C7铅垂线之间的水平距离）、T1矢状面角度（T1上终板与水平线的夹角）、T1骨盆角度（T1椎体中心和股骨头中心连线与股骨头中心和骶骨上终板中点连线形成的夹角）及T1脊柱骨盆倾斜角（T1中点与股骨头中点连线和垂线的夹角）。

1.3 统计学处理

应用SPSS 19.0软件进行统计学分析。数据以中位数（下四分位数，上四分位数）表示。对年龄与矢状面参数进行Pearson相关分析。建立多元线性回归方程分析年龄与最大胸椎后凸角的关系。根据年龄将研究对象分为7组：< 20岁、≥ 20且 < 30岁、≥ 30且 < 40岁、≥ 40且 < 50岁、≥ 50且60岁、≥ 60且 < 70岁和≥ 70岁，采用Kruskal-Wallis H检验比较各年龄段患者脊柱骨盆矢状面参数的差异。检验水准（α）为0.05。

2 结果 2.1 患者一般资料

311名健康志愿者中男149名、女162名，年龄为18~78岁，最大胸椎后凸角为9°~83°，最大腰椎前凸角为14°~88°，最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角为-19°~41°，骶骨倾斜角为11°~57°，骨盆倾斜角为-9°~39°，骨盆入射角为11°~84°，骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值为-0.45~2.69，骨盆入射角-腰椎前凸角为-42°~34°，矢状面躯干偏移为-46~50 mm，T1矢状面角度为5°~39°，T1骨盆角度为-13°~42°，T1脊柱骨盆倾斜角为-13°~30°。

2.2 年龄与脊柱骨盆参数的相关性

见表 1，相关性分析结果显示，311名健康志愿者的最大胸椎后凸角（r=0.280，P < 0.01）、最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角（r=-0.320，P < 0.01）、骶骨倾斜角（r=-0.216，P < 0.01）、骨盆倾斜角（r=0.237，P < 0.01）、骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值（r=0.282，P < 0.01）、矢状面躯干偏移（r=0.279，P < 0.01）、T1矢状面角度（r=0.247，P < 0.01）及T1骨盆角度（r=0.259，P < 0.01）均与年龄相关，而最大腰椎前凸角、骨盆入射角、骨盆入射角-腰椎前凸角及T1脊柱骨盆倾斜角均与年龄无明显相关性（P均>0.05）。

表 1 311名健康志愿者的年龄与各项脊柱骨盆参数的Pearson相关分析 Tab 1 Pearson correlation analysis between age and spino-pelvic parameters in 311 healthy volunteers

2.3 年龄与最大胸椎后凸角关系的多元线性回归分析

见图 1，建立年龄与最大胸椎后凸角关系的多元线性回归方程：最大胸椎后凸角=0.175×年龄+28.233，由该方程式可见在无症状健康志愿者中，最大胸椎后凸角随年龄增长而增大，年龄每增长10岁最大胸椎后凸角增大1.75°。

图 1 311名健康志愿者的年龄与最大胸椎后凸角相关散点图 Fig 1 Correlation scatter diagram of age and maximum thoracic kyphosis in 311 healthy volunteers

2.4 各年龄组脊柱骨盆参数变化情况

< 20岁、≥ 20且 < 30岁、≥ 30且 < 40岁、≥ 40且 < 50岁、≥ 50且 < 60岁、≥ 60且 < 70岁和≥ 70岁组人数分别为8、56、51、59、56、56、25名。见表 2，Kruskal-Wallis H检验结果显示各年龄组最大胸椎后凸角（H=20.44，P=0.002 3）、最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角（H=32.53，P < 0.01）、骶骨倾斜角（H=13.28，P=0.038 9）、骨盆倾斜角（H=22.75，P=0.000 9）、骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值（H=30.56，P < 0.01）、矢状面躯干偏移（H=30.28，P < 0.01）、T1矢状面角度（H=21.43，P=0.001 5）和T1骨盆角度（H=27.19，P=0.000 1）差异均有统计学意义，而最大腰椎前凸角、骨盆入射角、骨盆入射角—腰椎前凸角、T1脊柱骨盆倾斜角在各年龄段之间并无明显变化（P均>0.05）。其中最大胸椎后凸角、骨盆倾斜角、骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值均随年龄增长而增大，最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角、骶骨倾斜角则随年龄增长而减小，同时矢状面躯干偏移、T1矢状面角度及反映全脊柱矢状面平衡的T1骨盆角度也随年龄增长而增大，表明人体随年龄增长呈前倾的趋势。

表 2 各年龄组脊柱健康志愿者的矢状面骨盆参数分析结果 Tab 2 Analysis of spinal sagittal pelvic parameters of healthy volunteers in different age groups  

3 讨论

衰老是人类伴有生理改变的自然生物学过程[10]，如新陈代谢的巨大变化[11]及细胞、组织与器官的退化[12]，同时会有疾病的出现和进展[13-16]。目前普遍认为人在衰老过程中脊柱矢状面参数会发生改变以维持整体矢状面平衡。研究已证实部分矢状面参数与年龄密切相关，但各项研究结果并不一致[6, 8]。为进一步了解脊柱骨盆参数在人体衰老过程中的变化规律，本研究分析了这些参数与年龄的关系，结果显示最大胸椎后凸角、最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角、骶骨倾斜角、骨盆倾斜角、骨盆倾斜角与骶骨倾斜角比值、矢状面躯干偏移、T1矢状面角度及T1骨盆角度均与年龄相关（P均 < 0.01），但未观察到最大腰椎前凸角、骨盆入射角、骨盆入射角-腰椎前凸角及T1脊柱骨盆倾斜角与年龄存在相关性（P均>0.05）。并且在本研究中，最大胸椎后凸角、骨盆倾斜角随年龄增长而增加，骶骨倾斜角则随年龄增长而减小，这与Zhu等[6]和Mac-Thiong等[9]的研究结论一致，而与Hammerberg和Wood[8]报道的年龄和这些参数无相关性的结论矛盾。Schwab等[2]认为腰椎前凸角（°）=骨盆入射角（°）±9°，但国内研究认为此公式不适用于亚洲人群[17]。本研究结果显示骨盆入射角-腰椎前凸角与年龄无显著相关性。

Xu等[18]研究发现年龄与腰椎前凸角显著相关（r=-0.37，P=0.01），表明腰椎前凸角随年龄增长而减小。本研究结果显示年龄与最大腰椎前凸角无明显相关性（r=-0.031，P=0.591）。可能原因是本研究中腰椎前凸角采用Cobb法测量。当矢状面曲线发生变化时会存在某些代偿机制，邻近节段过伸对于脊柱再平衡重力轴是一种重要的代偿机制，随着年龄增长腰椎前凸减小，胸椎后凸在代偿的同时更多的椎体并入腰弯。因此，用Cobb法测量的腰椎前凸角可能会比传统测量法得到的数据偏大，导致腰椎前凸角随年龄增长发生负向变化的趋势不易被观察到。

本研究中T1矢状面角度、矢状面躯干偏移与年龄的相关系数分别为0.247和0.279（P均 < 0.01），说明全脊柱矢状面平衡状态也与年龄相关。

本研究结果显示最大腰椎前凸角-最大胸椎后凸角与年龄呈负相关，最大胸椎后凸角随年龄增长而增大，而最大腰椎前凸角随年龄增长无明显变化，这一结果表明邻近节段过伸（最大胸椎后凸角增大）可能是维持矢状面平衡的一种重要代偿机制。

本研究有以下不足之处：（1）研究对象来自单中心，可能存在选择偏倚而影响统计效能；（2）脊柱骨盆参数已被证实与HRQOL明显相关，而这一评分可能随年龄改变，但本研究尚未予以评估；（3）本研究基于随年龄变化的影像学参数，忽视了其他可随年龄改变的混杂因素，如身高、体质量及BMI等的影响。

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