腰椎椎间盘突出症(LDH)是青少年及成人下腰部/下肢痛的最常见病因之一, 发生率为13% ~ 40%^[1-2]。既往研究^[3-5]表明, LDH患者的脊柱-骨盆矢状面形态存在胸椎后凸(TK)、腰椎前凸(LL)、骶骨倾斜角(SS)减小及骶骨垂直化等表现。另外, LDH患者的脊柱-骨盆矢状面形态变化导致患者站立时应力传导异常, 从而进一步加重腰背痛等症状^[4-5]。目前, 手术治疗是症状严重且非手术治疗无效的LDH的唯一选择。相较于脊柱融合术, 单纯椎间盘切除术因创伤小、恢复快、可以更好地保留患者腰椎活动度等优势成为中青年LDH患者的首选。然而, LDH患者采用椎间盘切除术治疗后脊柱-骨盆矢状面形态学参数的自然转归目前尚未明确。因此, 本研究通过比较LDH患者椎间盘切除手术前后脊柱-骨盆矢状面参数差异探讨该术式对LDH患者脊柱-骨盆矢状面形态的影响。

病例纳入标准: ①年龄18 ~ 60岁；②病史、体格检查及影像学检查明确诊断为L₃ ~ S₁ LDH；③采用单纯椎板开窗椎间盘切除术治疗；④术后随访时间≥6个月；⑤手术前后站立位全脊柱正侧位X线片等影像学资料完整。排除标准: ①既往有脊柱外伤、感染、肿瘤或腰椎滑脱史；②既往有脊柱手术史；③合并脊柱侧凸(> 15°)、后凸等脊柱畸形；④术后随访中LDH复发。根据上述标准, 纳入2016年4月—2022年4月采用椎间盘切除术治疗的LDH患者172例(LDH组), 其中男111例、女61例, 年龄为(40.8±18.1)岁。病变节段: L₃/L₄ 22例、L₄/L₅ 55例、L₅/S₁ 69例、L₃/L₄/L₅ 7例、L₄/L₅/S₁ 19例；所有患者均存在单/双侧下肢麻木/放射痛, 106例患者存在明显腰背痛。

健康志愿者纳入标准: ①年龄18 ~ 60岁；②病史、体格检查及影像学检查排除任何节段LDH及脊柱畸形可能；③站立位全脊柱正侧位X线片等影像学资料完整。根据上述标准, 纳入同期50名健康志愿者作为对照组, 其中男32名、女18名, 年龄为(39.0±12.7)岁。

本研究经本院伦理委员会审核备案。

在站立位全脊柱侧位X线片上测量脊柱-骨盆矢状面参数^[5-7]: ①矢状面平衡(SVA), C₇铅垂线至S₁后上缘的水平距离, 若铅垂线位于S₁后上缘前方定义为正值, 位于后方为负值；②TK, T₅上终板和T₁₂下终板切线间的夹角；③胸腰椎交界角(TLJA), T₁₀上终板和L₂下终板切线间的夹角；④LL, T₁₂上终板与S₁上终板切线间的夹角；⑤腰骶前凸(LSL), L_3~5椎体中点连线与L₅ ~ S₁椎体中点连线间的夹角；⑥骨盆入射角(PI), 骶骨终板中点与双侧股骨头中心连线和S₁上终板垂线间的夹角；⑦骨盆倾斜角(PT), 骶骨终板中点与双侧股骨头中心连线和水平垂线间的夹角；⑧SS, 骶骨上终板切线与水平线间的夹角。由同一名脊柱外科医师对上述参数进行2次测量, 将2次测量平均值纳入统计分析。相关矢状位参数具体测量方法见图 1。

图 1

Fig. 1

图 1 相关矢状位参数测量 Fig. 1 Measurement of related sagittal parameters

患者术前及术后随访时均采用健康调查简表(SF-36)评分^[8]评估临床疗效, SF-36包括生理功能、生理职能、躯体疼痛、一般健康状况、精力、社会功能、情感职能、精神健康8个评分维度, 各维度均正向计0 ~ 100分, 得分越高, 生活质量越好。

采用SPSS 20.0软件对数据进行统计分析, 符合正态分布的计量资料以x±s表示, 手术前后数据比较采用配对样本t检验, 组间比较采用独立样本t检验；以P < 0.05为差异有统计学意义。

LDH组患者术前SVA、TK、PT明显高于对照组, LL、PI、SS明显低于对照组, 差异均有统计学意义(P < 0.05, 表 1)。LDH组患者术后6个月SVA、TK、LL、PI、SS较术前明显改善, 差异均有统计学意义(P < 0.05, 表 1)。LDH组患者术后6个月各脊柱-骨盆矢状面参数与对照组相比, 差异均无统计学意义(P > 0.05, 表 1)。LDH组所有患者术后腰痛及下肢神经损伤症状均明显改善, 其中123例患者手术前后完成了SF-36评分, 结果显示, 术后6个月生理功能、躯体疼痛、一般健康状况、社会功能4个维度的评分明显优于术前, 差异均有统计学意义(P < 0.05, 表 2)。LDH组典型病例影像学资料见图 2。

表 1(Tab. 1)

表 1 脊柱-骨盆矢状面参数比较 Tab. 1 Comparison of spino-pelvic sagittal parameters x±s 参数 Parameter 对照组(n=50) Control group(n=50) LDH组(n=172) LDH group(n=172) 术前 Pre-operation 术后3个月 Postoperative 3 months 术后6个月 Postoperative 6 months SVA/mm -11.8±10.2 5.7±13.3* 0.2±1.6 -9.3±6.5△ TK/(°) 30.1±11.7 38.8±10.1* 35.3±7.7 32.1±11.1△ TLJ/(°) 10.3±5.9 12.4±8.9 11.3±5.4 10.4±8.8 LL/(°) 40.6±15.2 22.4±19.8* 30.4±8.5 36.3±17.9△ LSL/(°) 135.5±14.3 144.4±21.4 134.8±21.4 133.2±17.8 PI/(°) 46.3±12.5 40.5±10.0* 42.1±15.5 47.5±10.6△ PT/(°) 12.2±6.0 15.6±4.6* 14.7±6.8 15.4±8.8 SS/(°) 33.9±9.2 25.0±11.2* 30.3±10.7 32.1±3.5△ 注: *与对照组比较, P < 0.05；△与术前比较, P < 0.05。 Note: * P < 0.05, compared with control group；△P < 0.05, compared with pre-operation.

表 1 脊柱-骨盆矢状面参数比较 Tab. 1 Comparison of spino-pelvic sagittal parameters

表 2(Tab. 2)

表 2 LDH组手术前后SF-36评分 Tab. 2 SF-36 scale score before and after surgery in LDH group N=123, x±s 项目 Item 术前 Pre-operation 术后3个月 Postoperative 3 months 术后6个月 Postoperative 6 months 生理功能 Physical function 72.4±14.5 77.1±9.88 82.5±13.8* 生理职能 Role-physical 52.3±29.4 60.2±11.1 63.5±21.1 躯体疼痛 Body pain 7.6±1.2 19.6±3.3 10.4±1.2* 一般健康状况 General health 72.6±11.8 78.1±14.0 90.2±10.0* 精力 Vitality 70.3±9.8 80.3±14.9 75.6±10.3 社会功能 Social function 70.3±12.5 73.7±14.2 86.9±13.5* 情感职能 Role-emotional 63.2±22.4 70.0±10.7 69.9±22.6 精神健康 Mental health 72.1±10.2 79.7±7.8 79.6±4.9

表 2 LDH组手术前后SF-36评分 Tab. 2 SF-36 scale score before and after surgery in LDH group

图 2

Fig. 2

图 2 LDH组典型病例影像学资料 Fig. 2 Imaging data of a typical case of LDH group 男, 30岁, L4/L5 LDH  a ~ c: 术前SVA-10.9 mm、TK 18.4°、TLJ 1.8°、LL 22.7°、LSL 160.1°、PI 45.3°、PT 25.1°、SS 29.8°  d: 术后3个月SVA-5 mm、TK 16.8°、TLJ 5.3°、LL 29.7°、LSL 158.1°、PI 48.0°、PT 27.3°、SS 19.9°  e: 术后6个月SVA-9 mm、TK 24.4°、TLJ 5.5°、LL 46.4°、LSL 154.1°、PI 53.5°、PT 16.6°、SS 35.1° Male, 30 years old, L4/L5 LDH  a-c: Preoperative SVA-10.9 mm, TK 18.4°, TLJ 1.8°, LL 22.7°, LSL 160.1°, PI 45.3°, PT 25.1°, SS 29.8°  d: SVA-5 mm, TK 16.8°, TLJ 5.3°, LL 29.7°, LSL 158.1°, PI 48.0°, PT 27.3°, SS 19.9° at postoperative 3 months  e: SVA -9 mm, TK 24.4°, TLJ 5.5°, LL 46.4°, LSL 154.1°, PI 53.5°, PT 16.6°, SS 35.1° at postoperative 6 months

目前, 脊柱外科学界已普遍认同LDH患者存在异常的脊柱-骨盆矢状面形态^[9-13]。Rajnics等^[9]及Barrey等^[10]较早报道了LDH患者脊柱-骨盆矢状面形态学参数的变化情况, LDH患者与正常人群相比, 脊柱矢状面更加平直(LL、SS减小), PI减小, 躯干明显前倾等。近年来, 国内亦有学者^{[4-6, 11]}深入分析了LDH患者的脊柱-骨盆矢状面形态。赵伟等^[11]的研究发现, LDH患者较正常人群存在LL、SS明显减小的现象, 且LDH患者LL减小主要是L₄/L₅及L₅/S₁这2个节段椎间盘角度的丢失造成的。江龙等^[5]认为, 虽然青少年LDH患者的PI与正常青少年相近, 但青少年LDH患者同样有TK减小、LL减小、骶骨垂直化等表现, 该结论与陈啟鸰等^[4]的研究结果基本一致。Bae等^[12]及李松等^[6]的研究进一步发现, 高位LDH患者的脊柱-骨盆矢状面形态与正常对照组之间同样具有明显差异性, 主要表现为高位LDH患者PI、LL和SS明显减小, TK和SVA明显增大。本研究结果表明, LDH组患者术前脊柱-骨盆矢状面形态学参数与正常对照组的差异主要表现为SVA、TK、PT增大, LL、PI、SS减小, 与既往研究^[13]结果类似。

既往生物力学研究^[4-5]显示, LDH患者的脊柱-骨盆矢状面参数变化可能是为了形成疼痛的保护性体位。在此种假说下, LDH患者神经压迫解除后的疼痛缓解对于患者矢状面形态的恢复具有积极意义。Endo等^[14]较早地详细分析了LDH患者椎间盘切除术后脊柱-骨盆矢状面的形态学参数变化, 结果表明, LDH患者术前存在的PI增大、LL减小现象在术后6个月得到了明显改善, 且脊柱矢状面参数已接近正常人群, 提示椎间盘切除术对患者矢状面形态的恢复具有重要意义。本研究结果表明, LDH患者行单纯椎间盘切除术治疗后脊柱-骨盆矢状面形态有明显自发改善趋势, 与术前相比, 术后6个月SVA、TK、LL、PI、SS均有显著改善, 且术后6个月脊柱-骨盆矢状面形态学参数与对照组相比无显著差异。需要指出的是, 本研究发现LDH患者椎间盘切除术后PI亦有改变, 笔者认为除了测量误差外, 患者术后疼痛缓解对躯干前倾状态及骨盆过度水平化的纠正可能是PI变化的原因, 但该结果需要后续研究进一步证实。更重要的是, 本研究同样发现, LDH患者术后脊柱-骨盆矢状面参数的改善主要发生在术后6个月内, 笔者推测这种改善效果在术后6个月后可以长期维持稳定, 该结论与Endo等^[14]的研究结果一致。因此, LDH患者术后的形体训练应着重强调在术后6个月内的时间窗, 这需要引起脊柱外科医师和患者的充分重视。

在生活质量方面, 本研究中LDH组所有患者术后腰痛及下肢神经损伤症状均得到明显改善。SF-36评分表明, LDH患者术后随访中各个维度均呈明显改善趋势, 其中生理功能、躯体疼痛、一般健康状况、社会功能4个维度的评分改善有统计学意义。需要注意的是, 与脊柱-骨盆矢状面参数的改善趋势一致, 患者SF-36评分的改善同样发生于术后6个月内, 在随后的随访过程中稳定维持。

Vazifehdan等^[15]报道采用短节段融合术治疗椎间盘退行性变, 获得骨性融合的患者术后LL、PI、PT、SS较术前均有明显改善, 术后出现假关节的未融合患者术后指标只有LL及PI-LL有显著变化, 表明短节段融合对患者下腰部疼痛及下肢神经症状的缓解同样有利于患者术后脊柱-骨盆矢状面形态的改善, 并且正常的术后脊柱-骨盆矢状面形态同样有利于患者术后手术节段的融合。与采用单纯椎间盘切除术治疗的患者相比, 内固定术可明显限制患者术后脊柱-骨盆矢状面形态的自我纠正能力。采用单纯椎间盘切除治疗的患者若出现术后LL、PI、SS过大, 患者自身有足够的代偿潜能以恢复相对平衡的脊柱-骨盆矢状面形态；而采用脊柱融合术治疗的患者可能会因无法自身代偿导致应力集中, 从而导致不融合及假关节出现的风险升高, 这一相关性已在采用长节段融合治疗的多种病因学患者的相关研究中得到证实^[16-18]。

本研究的不足之处。首先, 受制于样本量, 仅50名健康志愿者纳入对照组中, 且与LDH组患者未行严格匹配；其次, 虽然大多数LDH发生于L₃ ~ S₁, 但仍有部分患者会发生L_1~3高位LDH^[19-21], 本研究未分析该类患者椎间盘切除术后脊柱-骨盆矢状面形态的自然转归；最后, 未对单/多节段LDH患者行椎间盘切除术后脊柱-骨盆矢状面形态转归的差异性做深入研究。

综上, LDH患者术前的脊柱-骨盆矢状面形态异常主要表现为SVA、TK、PT增大, LL、PI、SS减小, 采用单纯椎间盘切除术治疗后脊柱-骨盆矢状面形态有自发改善趋势, 表现为SVA、TK、LL、PI、SS的改善。