高明月，朱立國*，王毅，張卓，徐一鳴，封雪菲，李學(xué)朋，韓濤，尹遜路，朱波

(1.中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院，北京 100102；2.明月堂醫(yī)學(xué)研究院，北京 101516)

1 背 景

非特異性腰痛(non-specific low back pain，NSLBP)是指病因不明的、除脊柱特異性疾病及神經(jīng)根性疼痛以外原因所引起的肋緣以下、臀橫紋以上及兩側(cè)腋中線之間區(qū)域內(nèi)的疼痛與不適，伴或不伴大腿牽涉痛[1]。根據(jù)自然病程可劃分為急性、亞急性、慢性三類[2]。因其高患病率及復(fù)發(fā)率，已成為國際領(lǐng)域的研究重點，研究文獻(xiàn)發(fā)表量呈每年遞增趨勢，其研究要點多集中在揭示潛在發(fā)病因素及尋找更好的對癥治療方案上。

多年來的研究顯示腰痛與機(jī)械物理因素及社會心理因素相關(guān)[3]。從骨骼-肌肉層面分析，與NSLBP相關(guān)的因素包括腰椎生理狀態(tài)與結(jié)構(gòu)的破壞、椎旁肌肉結(jié)構(gòu)的改變、脊柱-骨盆生理曲度的變化、骨盆傾斜度的改變[4-7]。可見，脊柱、骨盆的多種生理位置破壞與NSLBP的發(fā)生相關(guān)。比利時學(xué)者[8]通過觀察坐立狀態(tài)下脊柱各區(qū)域間的姿勢變化，總結(jié)出骨盆與脊柱的形態(tài)可以相互影響。法國學(xué)者[9]通過測量骨盆與脊柱參數(shù)，提出骨盆參數(shù)改變可影響脊柱矢狀面平衡。另一項臨床對照試驗發(fā)現(xiàn)，調(diào)整骨盆的穩(wěn)定性可通過影響血流而改善腰痛[10]。這些研究進(jìn)一步為骨盆的穩(wěn)定性與NSLBP發(fā)病間的相關(guān)性提供了一定依據(jù)。

人體直立狀態(tài)下骨盆的穩(wěn)定性主要通過骨盆在三維空間內(nèi)的位置反映?，F(xiàn)有的影像學(xué)研究大多從矢狀面對脊柱-骨盆參數(shù)進(jìn)行了觀察[5，11]，但卻缺少冠狀面的參數(shù)觀察。矢狀面的骨盆參數(shù)主要反映了骨盆在x軸上的穩(wěn)定性，而冠狀面的骨盆參數(shù)可補(bǔ)充說明骨盆在y、z軸上的穩(wěn)定性。骨盆是由骶骨和雙側(cè)髖骨共同圍成的一個整體，通過影像參數(shù)觀察比較雙側(cè)髖骨的對稱性更能補(bǔ)充說明骨盆在y、z軸上的穩(wěn)定性。為了能全面分析骨盆在三維空間內(nèi)的穩(wěn)定性與NSLBP發(fā)病間的相關(guān)性，我們開展了一項結(jié)合冠狀面及矢狀面的影像參數(shù)來分析骨盆穩(wěn)定性與NSLBP相關(guān)性的病例對照研究。

2 目的和假說

本研究旨在通過觀察CNSLBP患者與健康人間骨盆影像學(xué)的差異，探討髖骨對稱性失衡與NSLBP發(fā)病的相關(guān)性，并完善骨盆在x、y、z三軸上的穩(wěn)定性與NSLBP的關(guān)系。本研究的假說如下：(1)NSLBP患者與健康人間存在骨盆影像學(xué)的差異；(2)髖骨對稱性失衡與NSLBP發(fā)病具有相關(guān)性；(3)反映雙側(cè)髖骨對稱性的指標(biāo)對NSLBP具有一定預(yù)測性；(4)冠狀面與矢狀面骨盆參數(shù)間具有一定相關(guān)性。

3 試驗設(shè)計與方法

本研究為病例對照研究，盲主要結(jié)局評價者。招募的受試者來自于中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院門診及體檢中心，確定入組的志愿者根據(jù)有無腰痛分為腰痛組(n=33，包括男12例，女21例)和健康組(n=66，包括男34例，女32例)，試驗全過程受中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院倫理委員會監(jiān)督審查。

3.1 納入標(biāo)準(zhǔn) 腰痛組納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡25～45歲；符合非特異性腰痛診斷標(biāo)準(zhǔn)；腰痛至少持續(xù)3個月；本人或家屬簽訂知情同意書。

慢性非特異性腰痛診斷標(biāo)準(zhǔn)：(1)以背部最后一肋下至臀褶之間區(qū)域出現(xiàn)疼痛或不適感為主要癥狀，并持續(xù)3個月以上；(2)排除特異性脊柱病變和神經(jīng)根疼痛：體格檢查無單側(cè)或雙側(cè)下肢(超過膝關(guān)節(jié))的疼痛或麻木感，無間歇性跛行；雙下肢運(yùn)動感覺功能正常；伴有放射性癥狀的患者，采用MRI排除椎間盤炎癥、贅生物壓迫等情況；既往無骨質(zhì)疏松、脊柱關(guān)節(jié)炎等特異性脊柱病史；(3)無腹腔腫瘤及結(jié)石病史。

健康組納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡25～45歲；近6個月內(nèi)無腰痛史；無骨折、脊柱腫瘤、脊柱畸形、腰椎間盤疾病及脊柱相關(guān)疾病手術(shù)史；本人或家屬簽訂知情同意書。

3.2 排除標(biāo)準(zhǔn) 腰痛組排除標(biāo)準(zhǔn)：明確診斷為脊柱畸形(如脊柱側(cè)凸或脊椎前移)、脊柱骨折、脊柱腫瘤等特異性脊柱疾病；實施過脊柱融合及椎間盤切除術(shù)等與脊柱相關(guān)的手術(shù)；盆腔炎癥、腫瘤等婦科疾??；射線照相暴露禁忌證(孕婦、6個月內(nèi)備孕、腫瘤)；神經(jīng)根性病變；既往有腰椎結(jié)核、結(jié)石、骨質(zhì)疏松、腹腔腫瘤病史；患有精神病。

健康組排除標(biāo)準(zhǔn)：明確診斷為非特異性腰痛；通過自我匯報和體格檢查，發(fā)現(xiàn)有骨關(guān)節(jié)特別是髖骨、脊柱特異性疾病及神經(jīng)根性病變雖然未導(dǎo)致腰痛的；既往有腰椎結(jié)核、結(jié)石、骨質(zhì)疏松、腹腔腫瘤病史；射線照相暴露禁忌證(孕婦、6個月內(nèi)備孕、腫瘤)；患有精神病。

3.3 數(shù)據(jù)采集與測量 收集研究對象的年齡、性別、體重、身高、腰圍、工作性質(zhì)、疾病史等人口統(tǒng)計學(xué)指標(biāo)；收集腰痛組的視覺模擬評分(visual analogue scale，VAS)及疼痛部位。本研究采用數(shù)字化X線成像系統(tǒng)(DR)采集兩組的骨盆正側(cè)位圖像，圖像采集范圍為L3腰椎椎體上緣至股骨小轉(zhuǎn)子下緣，圖像采集統(tǒng)一在中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院影像科進(jìn)行拍照，拍照過程要求統(tǒng)一設(shè)定體位及攝像距離，鏡頭距平板探測器距離預(yù)設(shè)為110 cm，志愿者雙腳前后對齊平肩并自然分開(注：雙腳腳尖向內(nèi)并攏會影響骨盆真實位置)，正位X線片雙臂向兩側(cè)外展45°，側(cè)位X線片雙手抱頭，身體直立位。

為保持?jǐn)?shù)據(jù)測量的相對客觀，分別請三位觀測人員測量DR片的數(shù)據(jù)，并取其平均值作為最終測量結(jié)果，圖像測量采用了Image J圖像處理軟件。骨盆正位X線片中觀測的主要結(jié)局指標(biāo)包括雙側(cè)髖骨閉孔大小(obturator foramen size，OFS)和骨盆旋轉(zhuǎn)角(pelvic rotation angle，PRA)，骨盆側(cè)位X線片中觀測的次要結(jié)局指標(biāo)包括骶骨傾斜角(sacral slope，SS)、骨盆入射角(pelvic incidence angle，PI)、腰骶關(guān)節(jié)角(lumbosacral angle，LSA)，各指標(biāo)測量見圖1～2(本文中所示的DR圖像皆取自試驗收集數(shù)據(jù)，為保護(hù)志愿者隱私已抹去基本信息)。OFS是測量左右閉孔大小是否一致的指標(biāo)，為左右閉孔面積比值(小值/大值)的百分?jǐn)?shù)；PRA為垂直參考線與雙側(cè)髂后上棘連線中點的垂直線形成的夾角；SS是反映骨盆傾斜的指標(biāo)，為骶骨上緣終板切線與水平線的夾角；PI是垂直穿過骶骨上緣終板中點的直線與骶骨終板中點和雙側(cè)股骨頭中點的連線之間所形成的夾角；LSA反映了腰椎與骶骨的關(guān)系，是L3腰椎前緣切線的垂直線與骶骨前緣切線垂直線間形成的夾角。

圖像采用了Image J的增強(qiáng)對比及尋找邊界技術(shù)。OFS為閉孔1/閉孔2的面積比值的百分?jǐn)?shù)，結(jié)果越接近100%說明雙側(cè)閉孔大小越一致，相反越接近0說明雙側(cè)閉孔大小越不一致。PRA為垂直參考線與雙側(cè)髂后上棘連線中點的垂直線形成的夾角，角度越大說明雙側(cè)髖骨左右高度越不一致(見圖1)。圖像采用了ImageJ的窗口調(diào)整技術(shù)。LSA的測量有兩種方法，本研究采用了M.Maurice Abitbol的測量方法[12]。主要測量了L3腰椎前緣切線的垂直線與骶骨前緣切線垂直線間形成的夾角。SS是骶骨上緣終板切線與水平線的夾角。PI是垂直穿過骶骨上緣終板中點的直線與骶骨終板中點和雙側(cè)股骨頭圓心連線中點的連線之間所形成的夾角(見圖2)。

圖1 冠狀位指標(biāo)測量

圖2 矢狀位指標(biāo)測量

3.4 數(shù)據(jù)分析 本研究所收集的數(shù)據(jù)均使用SPSS 25.0分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。計量資料年齡、體重、身高、腰圍均不符合正態(tài)分布，采用Mann-Whitney檢驗兩組差異是否具有統(tǒng)計學(xué)意義；計數(shù)資料性別采用χ2檢驗兩組差異是否具有統(tǒng)計學(xué)意義。采用roc曲線分析法分析了各影像學(xué)參數(shù)對診斷NSLBP的識別能力，并通過靈敏度及特異性計算尤登指數(shù)，確定OFS與PRA的最佳臨界值，使其離散為二分類計數(shù)資料。通過查閱以往文獻(xiàn)確定PI和SS的分界點[11]，并離散化為二分類計數(shù)資料。采用χ2檢驗分析兩組間離散化后的OFS、PRA、PI及SS差異是否具有統(tǒng)計學(xué)意義。采用二元邏輯回歸分析腰痛與OFS、PRA、PI及SS的相關(guān)性、OR比值比。采用單樣本t檢驗對健康組樣本人群與已知總體[11]PI均數(shù)相比差異是否具有統(tǒng)計學(xué)意義。采用獨(dú)立樣本t檢驗分析兩組LSA差異是否具有統(tǒng)計學(xué)意義。采用皮爾遜相關(guān)分析分析OFS、PRA、PI、SS、LSA與VAS之間的關(guān)系。

4 結(jié) 果

比較兩組性別、年齡、體重、身高及腰圍，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05，見表1)。離散化OFS、PRA、SS、PI為二分類變量(見表2)，兩組OFS、PRA、SS比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義，而兩組PI比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。本研究健康組樣本人群PI(44.42±8.60)°與已知總體PI相比較，兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義。兩組LSA比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。二分類變量OFS的靈敏度和特異性分別為0.97和0.74，陽性和陰性似然比分別為3.73和0.04；PRA的靈敏度和特異性分別為0.79和0.48，陽性和陰性似然比分別為1.52和0.44；SS的靈敏度和特異性分別為0.69和0.58，陽性和陰性似然比分別為1.64和0.53。VAS與二分類變量PRA、SS的相關(guān)系數(shù)r<0.3，相關(guān)程度極弱；VAS與二變量OFS的相關(guān)系數(shù)r<0.8，>0.5，相關(guān)性較強(qiáng)。各指標(biāo)間相關(guān)性結(jié)果顯示僅OFS與SS具有顯著相關(guān)性，且OR=2.500。OFS、PRA及SS這三個指標(biāo)均正常和均異常與腰痛發(fā)生的風(fēng)險比值比見表3，三個指標(biāo)同時出現(xiàn)異常發(fā)生腰痛的比值為5，三個指標(biāo)均正常發(fā)生腰痛的比值為0。

5 討 論

骨盆的穩(wěn)定性可通過骨盆在三維空間內(nèi)的位置進(jìn)行描述(見圖3)。人體坐標(biāo)軸中，x軸即冠狀軸，y軸即垂直軸，z軸即矢狀軸。從冠狀面觀察，生理狀態(tài)下骨盆的左右側(cè)屈是以z軸為軸心的運(yùn)動，骨盆的前后旋轉(zhuǎn)是以y軸為軸心的運(yùn)動，病理狀態(tài)下骨盆z軸的失衡可表現(xiàn)為雙側(cè)髖骨左右高低不一致，骨盆y軸的失衡可表現(xiàn)為雙側(cè)髖骨面積大小的差異。從矢狀面觀察，生理狀態(tài)下骨盆的前屈后伸是以x軸為軸心的運(yùn)動，病理狀態(tài)下骨盆x軸的失衡可表現(xiàn)為骨盆的前傾或后傾。

表1 兩組年齡、體重、身高及腰圍比較結(jié)果

表2 兩組OFS、PRA、SS、PI χ2比較

表3 三個指標(biāo)聯(lián)合與腰痛發(fā)生的OR表

圖3 人體坐標(biāo)軸示意圖

現(xiàn)有的影像學(xué)研究大多從矢狀面對脊柱-骨盆參數(shù)進(jìn)行了觀察，而矢狀面的脊柱-骨盆參數(shù)主要反映了骨盆以x軸為軸心旋轉(zhuǎn)的前后位置的平衡，缺少骨盆以y、z軸為軸心旋轉(zhuǎn)上的平衡描述。本研究中的冠狀面影像參數(shù)OFS主要反映了髖骨和骨盆以y軸為軸心的旋轉(zhuǎn)平衡，骨盆在y軸上保持平衡時，左右髖骨的閉孔面積大小基本一致，隨著骨盆在y軸上的旋轉(zhuǎn)，雙側(cè)閉孔面積大小比例隨之產(chǎn)生變化。

PRA主要反映了髖骨和骨盆以z軸為軸心的左右平衡，骨盆在z軸上保持平衡時，平面圖上左右髖骨的髂后上棘連線中點的垂直線與垂直參考線重疊，隨著骨盆在z軸上的旋轉(zhuǎn)，髂后上棘連線中點的垂直線與垂直參考線間形成夾角，夾角越大，肉眼可見的z軸失衡越明顯。

統(tǒng)計結(jié)果表明腰痛組和健康組基線水平一致，可排除年齡、性別等混雜因素干擾，提示兩組具有可比性。對腰痛組和健康組矢狀面和冠狀面的影像參數(shù)分析可知，兩組間OFS、PRA、SS均具有明顯統(tǒng)計學(xué)差異，可以明確NSLBP患者與健康人之間存在骨盆影像學(xué)的差異。從試驗結(jié)果來看，OFS越一致、PRA越小、SS在正常值范圍內(nèi)，腰痛發(fā)生概率越小，反之腰痛發(fā)生概率越大。以上三個指標(biāo)分別反映了骨盆在y、z、x軸上的穩(wěn)定性，因此我們可以說NSLBP與無腰痛人群相比，骨盆在三維空間內(nèi)的穩(wěn)定性明顯下降。對于矢狀面參數(shù)PI的研究，以往文獻(xiàn)存在爭議，Chaléat-Valayer[6]通過觀察腰痛人群與健康人群的脊柱-骨盆矢狀面參數(shù)總結(jié)出腰痛人群與健康人群間存在PI的差異；而Dubousset[13]提出PI屬于解剖學(xué)參數(shù)，與骨盆空間無關(guān)，個體差異不同，一旦生長完成就與年齡無關(guān)，且骶髂關(guān)節(jié)(由骶骨和髖骨組成)的活動對其影響被認(rèn)為是微不足道的。本試驗研究結(jié)果更傾向于后者，通過單樣本t檢驗對本研究正常組樣本人群與已知總體相比較，兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義，提示本研究中所選取的正常人群PI基本符合中國人群PI正常范圍，且研究結(jié)果顯示健康組和腰痛組間PI差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

骨盆在x、y、z軸上的位置失衡是雙側(cè)髖骨對稱性失衡所造成的。髖骨對稱性失衡是指人體在直立或平臥狀態(tài)下左右兩側(cè)髖骨在三維空間內(nèi)的位置失對稱性，由雙側(cè)髖骨的上下、前后、左右位置改變所引起，表現(xiàn)為骨盆以x、y、z軸為軸心的異常旋轉(zhuǎn)。從骨盆正側(cè)位X線片中，我們能夠通過觀察雙側(cè)閉孔面積大小是否一致以及雙側(cè)髖骨左右高度是否一致(如髂嵴高度、髂后上棘高度等)來判斷雙側(cè)髖骨是否存在y、z軸的失衡，但很難明確判斷髖骨的x軸失衡，可通過SS來判斷骨盆是否存在x軸的失衡即骨盆的前傾或后傾。SS是反映骨盆傾斜度的指標(biāo)，結(jié)果顯示骨盆的前傾、后傾皆可引發(fā)腰痛，進(jìn)一步分析SS與OFS、PRA的關(guān)系發(fā)現(xiàn)OFS與SS間存在明顯的相關(guān)性，OR=2.500，提示OFS<88%的人群，相對于OFS≥88%的人群，SS發(fā)生異常(<26°或>39°)的可能性高2.5倍，說明OFS越一致，SS越趨于正常范圍(32.5±6.5)°，雙側(cè)閉孔大小越不一致，SS越趨于異常范圍(<26°或>39°)。OFS反映了雙側(cè)髖骨在y軸上的對稱平衡，OFS對于SS的影響提示左右髖骨在y軸上的對稱失衡可引起骨盆的前、后傾變化。結(jié)果還顯示，OFS、PRA及SS三個指標(biāo)同時出現(xiàn)異常發(fā)生腰痛的比值為5，即對于三個指標(biāo)均異常而言，腰痛發(fā)生的概率是無腰痛概率的5倍；三個指標(biāo)均異常與腰痛發(fā)生與否的比值比(OR)為18.529，95%置信區(qū)間大于1，且不包括1，代表三個指標(biāo)同時出現(xiàn)異常出現(xiàn)腰痛的可能性是三個指標(biāo)未同時出現(xiàn)異常的18.529倍，也就是說三個指標(biāo)同時發(fā)生異常更容易發(fā)生腰痛。三個指標(biāo)均正常發(fā)生腰痛的比值為0，即對于三個指標(biāo)均正常而言，腰痛發(fā)生的概率是0。三個指標(biāo)均正常與腰痛發(fā)生與否的比值比為0.619，95%置信區(qū)間小于1，且不包括1，代表三個指標(biāo)均正常時發(fā)生腰痛的可能性要小于三個指標(biāo)不均正常的情況。即髖骨y、z軸的失衡和骨盆x軸的失衡同時出現(xiàn)時會顯著增加腰痛發(fā)生的風(fēng)險，而相反，三者皆相對穩(wěn)定時會減少腰痛發(fā)生風(fēng)險，這進(jìn)一步證明了髖骨對稱性失衡與腰痛發(fā)病間的關(guān)系。髖骨是腰背部肌肉的主要附著點，當(dāng)雙側(cè)髖骨空間位置不平衡時，不僅引發(fā)骨盆穩(wěn)定性降低，同時可引起腰背部肌肉受力不均，從而引發(fā)腰痛癥狀。

通過roc曲線及似然比分別分析OFS、PRA、SS對診斷NSLBP的識別能力，OFS以88作為分界限對NSLBP具有一定診斷價值，大于88則雙側(cè)閉孔大小基本一致，小于88則雙側(cè)閉孔大小顯著不一致。OFS陽性似然比為3.73，提示：慢性非特異性腰痛患者檢出雙側(cè)閉孔大小顯著不一致的可能性要比健康人高出3.73倍。PRA以1.12°作為二分類臨界值的靈敏度和特異性分別為0.79和0.48，說明PRA對NSLBP的診斷性不明確，SS以(32.5±6.5)°作為二分類臨界值的靈敏度和特異性分別為0.69和0.58，提示SS對NSLBP診斷性不明確。以上結(jié)果提示OFS對診斷NSLBP具有一定價值，提示了雙側(cè)髖骨在y軸上的失穩(wěn)可能是引發(fā)NSLBP的關(guān)鍵因素。

同其他脊柱-骨盆病變一樣，存在結(jié)構(gòu)的變化，并不一定有癥狀出現(xiàn)，這也解釋了為什么健康組中存在一定數(shù)量的OFS異常改變；同時結(jié)構(gòu)變化的程度與臨床癥狀未必呈正比關(guān)系，本研究中的各參數(shù)變化與腰痛程度并未發(fā)現(xiàn)明顯相關(guān)性。癥狀是否出現(xiàn)及癥狀表現(xiàn)程度與結(jié)構(gòu)改變固然有關(guān)系，但同時也受其他因素影響。我們從腰痛組中觀察到大部分腰痛人群癥狀出現(xiàn)與髖骨對稱性失衡相關(guān)，同樣，也在健康組中觀察到存在髖骨對稱性失衡的人群因為運(yùn)動鍛煉或其他區(qū)域嚴(yán)重的疼痛而未表現(xiàn)出腰部的不適。

6 結(jié) 論

NSLBP人群與健康人群之間存在影像學(xué)差異。與健康人群相比，NSLBP人群的骨盆穩(wěn)定性明顯下降，而雙側(cè)髖骨在空間上的對稱性失衡是引起骨盆穩(wěn)定性下降及引發(fā)腰痛的主要原因。骨盆矢狀面與冠狀面的參數(shù)可以相互影響，其中髖骨以y軸為軸心的旋轉(zhuǎn)失衡可引發(fā)骨盆y軸及以前后傾為改變的x軸的失衡。髖骨對稱性失衡與非特異性腰痛存在顯著相關(guān)性，反映雙側(cè)髖骨y軸平衡的OFS比值對NSLBP具有一定診斷價值。為明確驗證髖骨對稱性失衡與NSLBP發(fā)病間的關(guān)系，需進(jìn)一步觀察調(diào)整髖骨對稱性失衡后與NSLBP癥狀改善間的關(guān)系。