正常腰椎椎体间成角的测量及其影响因素

~ 正常成人腰椎矢状面椎体间成角的测量及其影响因素
刘钊[1] 沈惠良 张庆明 胡海量
【摘要】目的 测量正常成人腰椎矢状面椎体间成角并探讨其影响因素。方法自2006.1～2009.1，在我院体检中心行体检者共672例，获得完整资料者450例，男235例，女215例，平均年龄43岁，利用专用测量软件测量腰椎相邻节段椎体间成角及腰椎曲度（L1-L5椎体间成角）。结果 腰椎椎体间成角的平均值为：L1-L2，2.52°；L2-L3，5.33°；L3-L4，8.15°；L4-L5，12.11°；L5-S1，20.14°，L1-L5，24.96°。不同性别及体重指数间腰椎曲度差异无统计学意（P0.05）。不同年龄组之间腰椎曲度差异有统计学意义（P0.05）。随着年龄的增加，腰椎曲度逐渐变小。结论 腰椎曲度随着年龄的增加而逐渐减小，但是中年以后变小的腰椎曲度倾向于稳定，而非进行性的减少。首都医科大学宣武医院骨科刘钊
【关键词】椎体间；成角；正常成人；数值
The Measurement of the Reciprocal Angulation of the Lumbar Spine in Sagittal plane and discuss its effect factors in Normal Adults LIU Zhao, SHEN Hui-liang. Cao Li, Hu Hai-liang, Department of Orthopeadics, BeiJing XuanWu Hospital, Capital Medical University, BeiJing 100053, China
【Abstract】Objective To determine the reciprocal angulation of the lumbar spine in sagittal plane and discuss its effect factors. Method There were about 672 normal adults who experienced body examination from Jan. 2006 to Jan. 2009, 450 patients’ data is complete. There were 235 men and 215 women, with the average age 43. Determine the segmental and L1 to L5 reciprocal angulations by using the special measurement tools . Results The angulations are as following: L1-L2，2.52°; L2-L3，5.33°; L3-L4，8.15°; L4-L5，12.11°；L5-S1，20.14°;L1-L5, 24.96°. There were no significant differences between the total lumbar lordosis and the patients\' gender and BMI. (P0.05). The normal adults in different age groups, however , own different total lumbar lordosis(P0.05) ; the angulations become smaller as the people get older. Conclusion Age is the main factor which affects the lumbar curvature. The older , the less lumbar curvature. The lumbar curvature tends to be stable after middle age other than progressive diminished.
【Key words】reciprocal angulation; normal adults; measurement
腰椎的各类疾患是脊柱外科医师日常诊疗活动中最常见病种，随着社会人口的老龄化，脊柱退行性疾患的增多，腰椎疾患的数量呈现增多趋势。目前，外科处理腰椎畸形的目的包括纠正腰椎放射学上明显的冠状面、矢状面和水平面的异就常排列。关于腰椎冠状面和水平面排列较容易解释。然而，腰椎矢状面排列较难确定，Stagnara[1]、Korovessis[2]、Ruey-mo Lin[3]就正常法国人、希腊人、台湾人总体腰椎矢状面的排列进行过报道，但少见国人矢状面排列影响因素的文献报道。
本研究旨在得到正常国人腰椎矢状面相邻椎体间节段性成角及腰椎曲度参考数值，并探讨其影响因素。
1.材料和方法
1.1一般资料
通过我院伦理委员会认可，本研究收集2006.1至2009.1在我院体检中心接受体检的对象，共672人。纳入标准：⑴年龄在18岁以上，至少最近6个月内无明显下腰痛；⑵排除巨大腰椎间盘突出、腰椎管狭窄及严重腰椎退行变、外伤、先天畸形等患者；⑶排除已行腰椎及脊柱相关手术者；⑷双下肢不等长者；⑸排除髋膝关节有疾患者。获的可利用资料者共450人。男 235人，女215人。年龄18-80岁，平均年龄43岁。体重指数为体重除以身高的平方（kg/m2），按照我国对肥胖和超重的定义分为3组：BMI24为正常组，24BMI28为超重组，28为肥胖组。不同性别、年龄分组情况见表1。
表1 450位受试者的年龄分布情况
男性 女性
分组 人数(个) 年龄（岁） 体重指数（kg/m2） 人数(个) 年龄（岁） 体重指数（kg/m2）
青年组 50 25.2±2.4 23.6±4.6 50 23.6±2.8 25.2±4.1
中年组 145 44.7±2.5 24.4±4.0 135 45.1±2.6 24.6±4.2
老年组 40 66.0±4.5 26.4±4.4 30 67.0±4.5 26.5±4.7

1.2基本方法
投照方法：腰椎侧位投照时，检查者左侧卧于检查床上，身体冠状轴与检查床垂直，膝与髋屈曲（屈曲约45°），双上肢自然放于前胸。中心线垂直指向病人L3椎体中心，X线管距患者约100cm。所有X光片由作者进行测量，每例反复测量3次取均值。
图片及数据处理方法：所获腰椎X线的DR图片，经PACS系统终端采集，利用我科测量软件，利用Cobb技术测量相邻及非相邻椎体间成角，即分别于上端椎上终板和下端椎上终板画切线，切线垂线的交角便为两椎体间所成角度，（L1-L2, L2-L3, L3-L4, L4-L5, L5-S1,L1-L5）（见图1）。所有测量数据由研究者本人测量，每次测量三次取平均值。
图1 椎体间成角的测量方法（L1-L5）
1.3统计学处理
所采集数据采用SPSS11.5 for Windows进行统计学处理。对于两组资料之间的比较，样本量10且符合正态分布，采用独立样本t检验；多样本比较时，如若资料符合正态分布且方差具有齐性，则采用方差分析，不符合如上标准的则采用秩和检验，以P0.05作为差异有统计学意义标准。
2.结果
本研究发现，正常人腰椎节段性及总体的腰椎曲度参考值见表2。
表2 腰椎椎体间成角（单位：度）
18-30 31-40 41-50 51-60 ≥61
男女男女男女男女男女平均数
L1-L2 3.18 2.43 3.25 2.60 2.62 2.55 2.17 2.19 2.52 2.49 2.52
L2-L3 6.60 7.36 4.48 6.19 4.09 5.80 3.59 4.38 3.33 7.53 5.33
L3-L4 10.00 7.56 9.67 9.05 6.82 7.89 5.91 8.71 6.96 8.87 8.15
L4-L5 14.74 10.68 12.00 11.87 9.00 12.84 13.41 12.28 12.19 12.39 12.11
L5-S1 20.42 20.62 14.62 23.64 15.04 21.63 21.56 16.84 20.24 21.38 20.14
在总人群中，腰椎节段性成角L1-L2，2.52°；L2-L3，5.33°；L3-L4，8.55°；L4-L5，12.11°；L5-S1，20.14°；L1-L5，24.96°；L1-S1，42.00°。腰椎曲度主要发生在下腰椎的三个节段，即L3-L4、L4-L5及L5-S1，最下面的三个节段引起了一半还多的腰椎曲度，L5-S1节段性的腰椎曲度占L1-S1腰椎曲度的40%左右。正常腰椎前凸正常值的分布表现为一个典型的“钟型”曲线（见图2）。
图2 腰椎曲度的分布情况
腰椎曲度即L1-L5椎体间成角，男性为25.06°，女性为26.81°。根据年龄整体分为三组，即青年组（18岁-30岁）、中年组（31岁-60岁）和老年组（61岁以上）。青年组、中年组及老年组的总体腰椎曲度值分别为：29.25°、24.95°、24.48°，由此可见，随着年龄的增加，总体的腰椎前凸角逐渐减小。统计学资料符合正态分布且方差具有齐性，利用方差分析得知三组之间的差异有统计学意义（P0.05）；进一步组间两两比较，青年组同中年组、老年组差异有统计学意义（P0.05）；中年组同老年组差异无统计学意义（P0.05）。性别及体重指数对腰椎曲度影响的差异无统计学意义。
3.讨论
Stagnara[1] 等报道了无腰椎疾患正常法国人（20-29岁）节段性和总体性腰椎曲度值：L1-L2，-2°；L2-L3，-7°；L3-L4，-11°，L4-L5，-15°；L5-S1，-21°；L1-S1，-56°。Korovessis[2]等报道了99个年龄20-79岁，平均年龄为52.7±15岁正常希腊人总体的腰椎曲度（T12-S1）：83°±16°。本研究中，腰椎曲度L1-L5：24.96°。由此可见，国人的腰椎曲度角较欧美人小。尽管个体之间整体和节段性的前凸有明显差异，但具体到每一个个体、每一节段占整体前凸的比例为相对恒定。
3.1影响腰椎曲度的因素
3.1.1测量方面的误差
不同研究中受试者体位及腰椎总体曲度的端椎选择亦不同。部分作者认为站立位下进行脊柱矢状面的测量更为精确，因为此种体位受试者负重，更加接近正常的生理状态；而另一部分作者则选择在侧卧位下进行相关测量。然而，无论采取何种体位腰椎角度大多数的变化还是存在于L5和S1之间及与骨盆旋转度有较明显关系；并且由于正常骶骨上终板受到髂骨的影响在X线片上不易清晰显示，故本研究倾向于采用从L1到L5这两个阶段来评价总体腰椎前凸，平均度数为：24.95°±7.09°，范围：10.30°- 50.05°，我们同意众多作者[1,2,3]的建议，即正常的腰椎曲度在一个很宽的范围内波动，其平均值只是一个参考性的数值，而不能将其认为是“正常值”。本研究中，受试者在进行X线的投照期间，采用侧卧位，保持膝与髋屈曲约45°，尽管这个角度的测量在每个受试者身上并不是很精确，但是，Fernand[4]的研究结果表明，受试者在侧卧位时髋膝关节同时屈曲45°与充分伸直到0°两组中腰椎曲度差异无明显统计学意义。同时，我国大部分医院在进行腰骶椎X线的投照时均采用侧卧位，这种测量方法将使很多的医学中心受益。
此外，测量工具的不同直接导致了测量值准确度及误差的大小。但是文献中[1,2,4]方法由于受到X线片清晰度及测量者之间所产生误差的原因，测量误差较大。本研究，采用数码测量软件，对采集的X光片直接进行测量，减少了上述因素所产生的误差。
Voutsinas[5]报道用Cobb方法测量胸椎和腰椎矢状面上弯曲，发现来自观察者自身的误差大约为2°（SD±1°）。为了进一步减少观察者内和观察者间的误差，本研究所有测量者均由作者统一测量，所测量值平均测量3次后取平均值。本研究没有包含观察者内所获数据的准确性和可靠性，如果重复本研究，腰椎节段性成角的角度可能会发生变化。由于方法学的原因，利用标准的Cobb角技术及求平均值所获得数值不会有很大波动；同时我们并没有尝试去定义一个正常的腰椎曲度，而是腰椎曲度的分布情况。即使腰椎节段性成角可能发生轻微的变化，但是其之间的关系不会发生本质改变。
3.1.2受试者本身因素
在性别方面，本研究发现男女性总体腰椎曲度差异无统计学意义（P0.05）。这与Stagnara[1]、Farfan[6]的研究得到的结果相似。Fernand[4]等研究结果显示女性比男性腰椎曲度较大。这与我们的研究相吻合，我们发现除了60岁组外，其他各年龄段中女性相对男性相比，女性的腰椎曲度明显要比男性的腰椎曲度要大，但是两者之间差异无统计学意义。Eileen[7]等对25位黑色女性及27位白色女性进行了对比性比较，结果发现，尽管前者在外观上表现为腰椎曲度较大，但两者的腰椎前凸及腰骶角无明显差异。黑人女性之所以看似有较大的腰椎曲度是因为其臀部的软组织较多，使得其臀部较丰满，从而给人主观上腰椎曲度较大的假象。由此我们推测，女性往往在主观上给人以腰椎曲度较大的假象，这可能是其臀部脂肪组织过多的原因所造成的。
在体重指数方面，Guo JM[8]研究了98个有下腰痛的中老年女性，结果发现BMI 24 kg/m2患者，腰椎前凸及骶骨倾斜角增大。本研究发现，BMI对正常成人的腰椎曲度无明显影响，正常组、超重组和肥胖组三组的总体腰椎曲度的数值相似（分别为：26.43°，25.43°，25.32°），三者之间的差异无明显统计学意义（P0.05）。
在年龄方面，部分研究证明随着年龄的增加，腰椎曲度相应减少。在 40 岁以前腰椎生理曲度随年龄的增加有减少趋势（28.52°±7.27°）, 40 岁以后则相对稳定,但较青年腰曲明显变小（23.98°±6.25°）。Korovessis[2]发现，随着年龄增加，腰椎曲度在60岁以上的人群中明显减少。然而，Ruey-mo Li[3]发现随着年龄递增，腰椎前凸角逐渐增加；＞60岁成人与＜35岁、35-60岁成人差异有统计学意义。依据Ruey-mo Li[3]的观点，腰椎前凸角的大小取决于椎体的强度和周围软组织的支持，骨质量在35岁时达到高峰，大于60岁的老年人通常被认为患骨质疏松性骨折高风险，故本实验在年龄方面将患者分为三组即青年组（18-30岁）；中年组（31-60岁）；老年组（60岁）。研究发现，随着年龄的增加，总体腰椎曲度值逐渐减小，青年组同中年组、老年组差异有统计学意义（P0.05）；中年组同老年组差异无统计学意义（P0.05）（图3）。这说明了青年组的腰椎曲度最大，虽然随着年龄增加，腰椎曲度值略有下降，但是中年以后变小的腰椎曲度倾向于稳定，而非进行性的减少，这可能是腰椎自我保护的一种机制。

参考文献
1. Stagnara P, DeMauroy JC, Dran G, et al.Reciprocal angulation of vertebral bodies in a sagittal plane: Approach to references in the evaluation of kyphosis and lordosis[J].Spine, 1982,(7):335-342.
2. Korovessis, Panagiotis, Stamatakis, et al.Reciprocal Angulation of Vertebral Bodies in the Sagittal Plane in an Asymptomatic Greek Population [J].Spine, 1998, 23(6): 700-704.
3. Ruey-mo Lin, I-Ming Jou，Chin-Yin Yu. Lumbar Lordosis：Normal Adults [J]. Formosan Med Assoc,1992,91(3):329-333.
4. Robert Fernand, Daniel E.Fox. Evaluation of lumbar lordosis: a prospective and retrospective study [J].Spine,1984,10:799-803.
5. Voutsinas SA, MacEwen GD . Sagittal profiles of the spine. [J].Clin Orthop 1986;210:235-242.
6. Farfan HF,Huberdeau RM,Dubow HI. Lumbar interveratebral disc degeneration [J]. Bone Joint Surg,1972,54:492-509.
7. Eileen A. Monster,Jean M.Bryan,Margaret A.Stull,et al.A comparison of actual and apparent lumbar lordosis in black and white adult femals [J].Spine,1989,14(3):310-314.
8. Guo JM, Zhang GQ. Effect of BMI and WHR on lumbar lordosis and sacrum slant angle in middle and elderly women [J]. Zhongguo Gu Shang ,2008, 21(1):30-31.
[1] 联系作者：刘钊 男（1981-） 医学硕士 研究方向：脊柱外科 首都医科大学宣武医院
Tel：15811217429 e-mail：ortholiu@163.com

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