1、腰椎前凸的相關研究進展中華骨科雜志 2014-10-08 發表評論 分享作者：王峰正常生理狀態下，脊柱在矢狀面上呈現為“S”形，上承頭顱、下連骨盆，有頸、胸、腰、骶四個生理彎曲。腰椎生理性前凸不僅能增加脊柱的緩沖震蕩能力，對負重及維持腰部及骨盆穩定性也甚為重要，是人體脊柱維持姿勢的關鍵結構之一。目前對腰椎生理性前凸臨床功能的認識也越來越深入，腰椎前凸在維持脊柱矢狀位平衡方面具有非常重要的作用，也是所有手術治療矯正腰椎脊柱畸形的終極目標。腰椎前凸角度的改變是腰椎疾病和腰腿痛患者的常見病理改變之一。目前對腰椎前凸角度的正常參考范圍尚存在較多爭議。一、腰椎生理性前凸的解剖學特征腰椎生理性前凸是指脊柱

2、腰段向腹部突出形成的弧線，其形成與腰椎椎體及椎間盤楔形變有關。椎體及椎間盤向背側的楔形改變可以增加腰椎前凸角度，反之亦然。因此，腰椎前凸角度受腰椎椎體及椎間盤形態的影響。腰椎椎體不同節段和鄰近的椎間盤對腰椎前凸角度形成的貢獻不一，其中L5占腰椎前凸角度的約40%，L1僅為5%。腰椎前凸角度還與腰椎間的關節突關節有關。同時，腰椎前凸角度也可影響胸椎后凸和骶骨、骨盆前傾等。二、腰椎生理性前凸的個體發育盡管很多學者認為胎兒時期人體脊柱只有一個后凸（即胸曲，為原發性曲度），但也有研究證實胎兒時期在腰骶部的連接部位存在著生理性前凸。Choufani等對孕周23-40周的45例胎兒進行MR檢查后發現，所有

3、胎兒均存在脊柱腰段的前凸弧度，平均半徑為18.7mm，且該前凸弧度與胎齡無明顯的相關性，即腰椎前凸弧度與生長發育無關，而是由先天遺傳因素所決定。目前關于兒童腰椎前凸角度的文獻報道較少。Reich-mann等發現3歲以內的嬰幼兒腰椎前凸角度隨生長發育不斷增加，3歲以后腰椎前凸角度即可達到正常成人水平。而其他的研究者則認為，腰椎生理性前凸隨患兒年齡增長逐漸加大，至青春期或20歲左右停止生長，如Cil等發現腰椎前凸角度從3-6歲時的44.3°進展為13-15歲時的54.6°。由此可以認為，腰椎生理性前凸的發育始于胎兒時期，最快階段在3歲以內，后期則緩慢持續發育直至成年。因此，在兒

4、童早期即確定腰椎前凸的正常角度對相關疾病的早期發現和早期治療非常關鍵，但目前有關腰椎生理性前凸發育的研究較少，其臨床認識仍存在較大空白。三、腰椎前凸的評估（一）腰椎前凸的測量節段在測量腰椎前凸角度時最重要的是端椎的選擇，即納入多少個脊柱節段。目前最常見的評估腰椎前凸角度的方案是納入5個腰椎節段，使用Cobb角時頭端測量線平行于L1椎體上終板，尾端測量線平行于S1椎體上終板；也有學者使用T10和L2作為上、下分界線；或者測量時不包括L5，S1椎間盤。因測量標準不統一，測量結果也存在較大差異，不具有可比性。如果要對不同研究結果進行比較，則需要進行標準化，即確定一個統一的測量節段。基于L1-L,5是

5、組成脊柱腰段的重要結構，并且在功能上比較接近，因此測量腰椎前凸角度時應包括L1-L5椎體和椎間盤，即采用Cobb角的測量方案。（二）腰椎前凸的測量方法測量腰椎前凸角度的方法較多，這些方法可按照臨床測量和影像學測量分為兩類。臨床測量直接依據患者外形測量脊柱前凸的角度，影像學測量則通過二維或三維影像學檢測手段進行間接測量。每種測量方法都有其優點及局限性，不同測量方法得出的腰椎前凸角度在臨床上的可比性也存在一定的爭議。臨床測量腰椎前凸角度的技術包括三維姿勢分析系統、形態學照片分析系統等，通過測量腰椎棘突的弧度來評估腰椎前凸角度。該方法的優勢是無輻射，可以多次重復測量，并對腰椎前凸角度的改變進行監測。

6、其缺點是可重復性較影像學測量差；角度的評估僅僅依靠人體表面弧度的改變，人體表面結構如椎旁肌、皮下組織、棘突長度和發育方向等均可能對測量結果產生影響。影像學測量腰椎前凸角度的方法較多。Cobb角已成為測量腰椎前凸角度的金標準。該方法操作簡便，可靠性高。但其應用的最大缺點是，理論上兩個不同方向的腰椎弧度可以出現相同的角度（圖1）。因此，Vrtovec等提出利用脊柱各個腰段椎體的前緣或后緣切線構成的角度、腰椎椎體中心點的連線所構成的角度或利用計算機軟件模擬最優擬合橢圓并測算腰椎前凸角（圖2）。（三）不同體位對腰椎前凸角度的影響在腰椎前凸角度測量中，研究對象的體位對測量結果影響較大。大部分研究測量腰椎

7、前凸角度時都采用站立位X線片。行站立側位X線片檢查時，手臂的位置可影響腰椎矢狀位平衡，由此改變腰椎前凸角度。上肢中立位是最理想的位置，但卻因容易遮擋部分脊柱通常不予采用。雖然也有學者認為上肢位置不會顯著影響腰椎前凸角度，但大多數學者仍建議對患者進行腰椎前凸角度隨訪評估時采用統一的標準上肢體位。Marks等觀察站立位時雙上肢不同位置對X線腰椎前凸的動態影響時發現，站立位時上肢支撐、肩關節屈曲30°時測量的腰椎前凸角度和雙上肢下垂時的角度基本相同。近年來腰椎CT及MR檢查被廣泛應用于腰椎疾患的臨床診斷中，上述檢查需要患者平臥。明確測量體位對腰椎前凸角度測量結果的影響對評估不同研究間腰椎角

8、度的異同十分重要。一些研究者發現，對腰椎MR檢查而言，平臥伸展位（髖、膝伸直位）時測量的前凸角度與站立位時相當。因此，Schmid等建議，平臥伸展位MR檢查可以作為腰椎前凸角度測量的方法。此外，腰大肌松弛位（屈髖屈膝位）腰椎MRI測量的前凸角度小于站立位或平臥伸展位，兩者相差約6.3°。有研究證實，不同坐姿對腰椎前凸角度也存在一定的影響。坐位時腰椎前凸角度小于站立位，腰椎前凸角度可從屈曲坐位的3.1°±11.8°增加至伸直坐位的46.2°±12.3°。因此，研究者認為坐位腰椎前凸角度測量無法替代標準的腰椎站立位測量。研究對象

9、的不同體位及雙上肢的位置變化給不同研究結果間的比較帶來一定的困難。目前公認腰椎前凸角度測量時的最佳體位是患者站立位，雙上肢支撐，肩關節屈曲30°（圖3）；若患者無法站立，則推薦平臥伸展位（髖、膝伸直位，圖4）。四、腰椎生理性前凸角度的范圍腰椎生理性前凸角度在一個很寬的范圍內波動，Cobb角為30°-80°，其均值也僅是一個參考性的數值，不能將其認定為“正常值”。由于不同研究中研究對象的測量體位及腰椎總體曲度的端椎選擇不同等因素，尚無法對個體定義正常或者合適的腰椎前凸角度。腰椎生理性前凸角度的正常范圍仍有待大樣本多中心研究予以確認。五、影響腰椎前凸角度的因素（一）年

10、齡目前普遍認為，隨著年齡的不斷增長，腰椎前凸角度逐漸減小，甚至消失。但是，大部分研究并沒有證實年齡和腰椎前凸角度有相關性。僅Korovessis等發現，隨著年齡的不斷增長，腰椎前凸角度在60歲以上人群中明顯減小。而另一些研究中，隨著年齡增長腰椎前凸角度反而逐漸增大。因此，基于現有研究，并不能得出腰椎前凸角度隨年齡增加而逐漸減小的結論。（二）性別多項研究證實，不同性別研究對象之間腰椎前凸角度無統計學差異。Middleditch和Oliver發現，直至中年期腰椎前凸角度在性別方面無明顯差異。但也有一些研究證實，女性腰椎前凸角度大于男性約2°-5°。Monster等對25位黑人女

11、性及27位白人女性進行比較發現，盡管前者在外觀上表現為腰椎曲度較大，但二者實際測量的腰椎前凸角度及腰骶角并無明顯差異；黑人女性之所以看似有較大的腰椎曲度可能是因為其臀部的軟組織較多，臀部較為豐滿，從而給人以腰椎曲度較大的假象。（三）身高和體重Naido等研究發現，身高與腰椎前凸角度存在相關性。該研究結論與Nourbakhsh等的研究結果相符，可能原因是個體身高的增長導致腰椎區域負荷增加，從而增加了腰椎前凸角度。大部分研究者認為肥胖，特別是腹型肥胖可以增加腰椎前凸角度。Murrie等發現，BMI指數偏高的人群腰椎前凸角度明顯增大。Moore和Dalley認為BMI指數高的人群腰椎前凸增大的原因可

12、能在于腰椎前凸角度的增加可以平衡其站立位的姿勢。Siiiich等對BMI指數較大的3-14歲兒童進行研究，發現這些兒童的腰椎均存在過度前凸。但Nai-do的研究則發現腰椎前凸與BMI指數相關性較差。（四）懷孕近期有研究發現，孕婦在懷孕后期腰椎前凸角度顯著增加。Nourbakhsh等發現，是否有懷孕史及懷孕次數與腰椎前凸角度相關。可能的原因有：(1)腹部重量的增加需要通過腰椎前凸角度的增加來代償平衡；(2)腹部肌肉力量減弱和背部肌肉的張力不平衡導致腰椎前凸角度增加；(3)懷孕后期出現腰椎關節及肌肉韌帶松弛。即使是分娩后，重塑后的腰椎前凸角度也無法恢復，并持續存在。（五）遺傳因素目前關于脊柱側凸畸

13、形的遺傳和基因學研究較多，但僅有一項關于脊柱生理性曲度與家族遺傳性的研究，其結論是腰椎前凸角度與家族遺傳存在正相關，且同性之間的遺傳相關性更高。（六）腹部和腰背部肌肉腹部和腰背部肌肉能夠影響骨盆入射角和腰椎前凸角度。多數研究者認為腰椎前凸角度與腹部肌肉功能密切相關。當腹部肌肉力量減弱時，骨盆前傾和腰椎前凸角度增大；而腹部肌肉力量的加強將導致骨盆后傾，減小腰椎前凸角度；同時，腰背部肌肉的增強或減弱也會改變腰椎前凸的角度。（七）運動關于運動與腰椎前凸角度相關性的文獻報道較少。但Wojtys等通過對8-18歲的2270名兒童進行研究后發現，運動員的腰椎前凸角度大于非運動員，且腰椎前凸角度與運動員的訓

14、練時間呈正相關但目前對兩者之間確切的因果關系尚不清楚。六、腰椎前凸與腰椎退行性變、腰痛（一）腰椎前凸和腰椎退退行性變關于腰椎前凸和腰椎退行性變的相關性研究較多。大部分學者認為腰椎前凸的改變與腰椎滑脫程度存在正相關，即腰椎前凸角度越大，其發生腰椎滑脫的可能性也越大。因此，腰椎前凸被認為是腰椎退變性滑脫的一個危險因素。對于腰椎前凸角度的改變是否可以導致早期椎間盤退變仍存在爭議。KaliChman等的研究結果發現，椎間隙的變窄或椎間盤的高度降低與腰椎前凸的發生沒有明顯的相關性。而Endo等通過分析61例腰椎間盤突出癥患者和60名同齡的無癥狀志愿者的矢狀位曲度發現，腰椎間盤突出癥患者的腰椎前凸角度較小

15、，并認為較小的腰椎前凸角度可能會引起腰椎壓力集中，從而加速腰椎間盤的退變；因椎間盤退變以及為避免突出的椎間盤對脊髓神經產生過度壓迫，人體將進一步使腰椎前凸角度變小。但上述研究的證據強度較差，仍需要更多的研究進一步證實。（二）腰椎前凸和腰痛對于腰痛患者是否存在腰椎前凸的改變，目前尚無確切結論。有學者認為腰椎前凸角度減小或消失是臨床上出現腰痛的一個征象，腰痛患者通過改變腰椎前凸角度可以緩解或部分緩解疼痛。但這一現象近期受到了很多影像學研究的質疑，相關的影像學研究發現慢性腰痛患者腰椎前凸角度的變化與對照組并無統計學差異。Christensen和Hart-vlgsen的一項系統性回顧分析發現，并沒有證

16、據能夠證明脊柱矢狀位曲線與人群健康狀況（包括有關脊柱疼痛的健康問題）有明顯的相關性。七、腰椎前凸的重建腰椎前凸角度由腰椎椎體和相應的椎間盤構成。當椎體壓縮或椎間盤被去除時，腰椎前凸角度發生改變。一些涉及腰椎的手術也會導致腰椎前凸丟失，成為“平背綜合征”。腰椎生理性前凸角度的丟失可導致脊柱矢狀面失平衡，發生持續性的腰痛及肌肉疲勞，因此重建患者的腰椎生理性前凸十分重要。但目前文獻報道中的腰椎生理性前凸角度范圍較廣，約為30°-80°，因此很難根據現有研究結果準確地確定對個體而言的正常或者適合的腰椎前凸角度。為了能夠開展對腰椎前凸的研究，目前國內外學者廣泛使用站立位全脊柱側位X線

17、片測量矢狀位參數，其中包括常用的骨盆參數（圖5）：骨盆入射角(pelvicincidence，PI)、骨盆傾斜角（pelvictilt，PT）及骶骨傾斜角(sacralslope，SS)；軀干平衡參數：矢狀位垂直軸(saggitalvertiralaxis，將保持恒定不變，不受體位及姿勢等因素影響，是一個真實反映骨盆形態的解剖學參數。 通過對各參數之問關系的研究發現，PI=PT+SS，這種在幾何學上的直接聯系，也暗示著他們之間存在潛在的相互關聯。Boulay等通過研究發現，當骨盆入射角44°時，骶骨傾斜角相應增大，而腰椎前凸角度減小；當骨盆入射角62°時，骶骨傾斜角相應減小

18、，使腰椎前凸角度增大。另外，Been等研究發現，成人椎體的關節突傾斜角可以準確預測腰椎前凸角度。因此，上述脊柱矢狀位參數可以作為脊柱融合手術重建腰椎生理性前凸的參考點，具有一定的指導意義。但如何簡單、準確地預測術巾理想的腰椎前凸角度仍有待于進一步研究。綜上所述，腰椎生理性前凸是脊柱矢狀位姿勢平衡的重要基礎之一，但是針對腰椎前凸的研究尚處于發展階段，關于測量方法及其相關影響因素等方面目前仍存在較多爭議：(1)不同研究納入的測量節段不同，目前大多建議使用統一的測量方法（測量Cobb角）和測量標準（L1椎體上終板切線和S1椎體上終板切線的夾角）。(2)評估腰椎前凸角度的測量體位，最為通用和標準的體位是站立位X線片，雙上肢支撐，肩關節