检索历史 清除

摘要腰椎退行性病变（LDD）是常见的脊柱外科疾病之一，主要包括退行性腰椎管狭窄、退行性腰椎间盘疾患、退变性腰椎侧凸、椎间盘源性腰痛、退变性腰椎滑脱症（腰椎不稳）等。腰椎退行性病变易导致腰骶神经根或马尾受压，致使患者常出现下肢疼痛、腰骶部疼痛等明显症状，严重影响患者的正常生活与日常工作。<br>　　步态的含义是指走路时所表现的姿态，若人体结构、内在活动及运动控制系统其中某环节或系统发生功能障碍便会诱发步态异常。三维步态分析系统可结合计算机高速运算能力、测力板及红外线高速摄影机等设备，获得人体下肢的运动学和肌电信号，有助于客观、定量反映受试者的步态特征与运动功能。近年来,随着电子信息学与人体生物工程学的日益发展，步行过程中膝髋踝关节的生物力学与运动学研究不断成熟，使得三维步态分析技术成为一种有效的生物力学评估手段，且在膝骨关节炎、脑卒中后偏瘫、脑瘫等疾病领域中得到广泛应用，但在脊柱疾病领域方面仍处于起步阶段。且三维步态分析系统所获得的数据多且复杂，故如何准确运用步态时-空参数、运动学参数评估患者下肢运动功能，是临床亟待解决的问题。本研究从3个部分综合分析腰椎退变性疾病运动学和时-空参数的临床意义，即:第一部分:基于三维步态定量分析腰椎退变性疾病术前与正常人群的差异:第二部分:腰椎退变性疾病三维步态定量分析与传统评估手段的相关性分析;第三部分:术前脊柱盆腔代偿状态对LSS伴DS患者手术效果的预测价值:基于三维步态系统。<br>　　第一部分:基于三维步态定量分析腰椎退变性疾病术前与正常人群的差异<br>　　背景腰椎退行性病变是常见脊柱外科疾病之一，患者常患有脊柱严重退变，机体为保持站立位行走启动脊柱-骨盆-下肢关节代偿机制，常出现脊柱-骨盆矢状位失衡、骨盆倾斜、步态异常等情况。因此，熟悉并掌握腰椎退行性病变患者下肢功能状态及步态，在指导临床合理诊治及后期评估患者疗效、康复训练的有效中尤为关键。目前，临床针对脊柱疾病治疗的评估常用相关功能量表作为测评指标，但存在评估结果主观性大等不足，无法保障评估的客观性与准确性。因此，临床仍需探讨一种客观的、可量化的测量手段。三维步态分析系统可结合计算机高速运算能力、测力板及红外线高速摄影机等设备，全方位精确采集步态的时—空、运动学、足底压力参数等多项动态生物力学指标，有助于客观、定量反映受试者的步态特征与运动功能。<br>　　目的基于三维步态定量分析腰椎退变性疾病术前与正常人群的差异。<br>　　方法前瞻性选择2018年9月至2019年12月就诊于本院的85例腰椎退变性疾病患者作为病例组，另选同期于本院健康体检的40例健康体检者作为健康组。所有受检者（病例组于术前检查、健康组于体检当日检查）均接受三维步态定量分析系统检查，对比两组步态时-空参数（跨步时长、站立时长、摆动时长、单支撑相、双支撑相、跨步长、步长及步速、步频、步宽）、步态评分及步态偏离指标、运动学-关节活动度（骨盆侧倾、骨盆旋转、髋内收外展、髋屈曲、髋旋转、膝屈伸角度），并比较病例组、健康组不同BMI患者的步态时-空参数、步态评分及步态偏离指标、运动学-关节活动度，对比病例组不同骨密度患者的步态时-空参数、步态评分及步态偏离指标、运动学-关节活动度。<br>　　结果<br>　　1.病例组、健康组相比:病例组性别、年龄、身高、体重、BMI、CO、CI与健康组相比，差异无统计学意义（P＞0.05）;病例组骨密度T值低于健康组，差异有统计学意义（P＜0.05）;病例组共15例腰椎滑脱症，36例腰椎管狭窄症，30例腰椎间盘突出症，其他4例;病例组病程5个月-20年，平均（6.25±1.75）年;病例组左侧、右侧的跨步时长、站立时长、摆动时长高于健康组，左侧双支撑相高于健康组，左侧、右侧的跨步长、步长及步速、步频低于健康组，差异有统计学意义（P＜0.05）;病例组左右侧的单支撑相、右侧的双支撑相及步宽与对照组相比，差异无统计学意义（P＞0.05）;病例组左侧、右侧的步态评分比健康组高，左侧、右侧的步态偏离指标比健康组低，差异有统计学意义（P＜0.05）;病例组摆动相时左侧、右侧的骨盆侧倾、骨盆旋转、髋内外及髋旋转收角度均比健康组高，髋屈曲、膝屈伸角度均比健康组低，差异有统计学意义（P＜0.05）。<br>　　2.病例组不同BMI患者相比:病例组超重患者左侧、右侧的跨步时长、站立时长、摆动时长、双支撑相高于正常患者，左侧、右侧的跨步长、步长及步速、步频低于正常患者（P＜0.05）;病例组左右侧的单支撑相及步宽与正常患者，差异无统计学意义（P＞0.05）;病例组超重患者左侧、右侧的步态评分高于正常患者高，步态偏离指标低于正常患者（P＜0.05）;病例组超重患者左侧、右侧的骨盆侧倾、骨盆旋转、髋内收外展及髋旋转角度均高于正常患者，髋屈曲、膝屈伸角度均低于正常患者（P＜0.05）;<br>　　3.健康组不同BMI患者相比:健康组正常、超重入选者的步态时-空参数、步态评分、步态偏离指标及运动学-关节活动度相比，差异无统计学意义（P＞0.05）。4.病例组不同骨密度患者相比:病例组骨质疏松患者左侧、右侧的跨步时长、站立时长、摆动时长、双支撑相＞骨量低下＞骨量正常，左侧、右侧的跨步长、步长及步速、步频＜骨量低下＜骨量正常（P＜0.05）;病例组不同骨密度患者左右侧的单支撑相及步宽相比，差异无统计学意义（P＞0.05）;病例组骨质疏松患者左侧、右侧的步态评分＞骨量低下＞骨量正常，步态偏离指标＜骨量低下＜骨量正常（P＜0.05）;病例组骨质疏松患者左侧、右侧的骨盆侧倾、骨盆旋转、髋内收外展及髋旋转角度均＞骨量低下＞骨量正常，髋屈曲、膝屈伸角度均＜骨量低下＜骨量正常（P＜0.05）。<br>　　结论三维步态定量分析系统中时-空参数、运动学指标可定量评估腰椎退变性疾病患者下肢运动功能，患者术前步态存在明显异常，主要体现为步速、步频降低，跨步时长、站立时长增加及髋屈曲、膝屈伸活动范围缩小等。且腰椎退变性疾病不同BMI、骨密度患者的时-空参数、运动学指标存在明显差异。<br>　　第二部分:腰椎退变性疾病三维步态定量分析与传统评估手段的相关性分析<br>　　背景微创经椎间孔椎间融合术术利用解剖学上已知的神经血管和骨-肌腱-肌肉平面，通过在手术相应部位安装扩张系统或管状通道进行椎管减压，可完整保留脊柱后韧带，减少对椎旁肌与腰神经后支的医源性损伤。而正确评估患者围术期下肢运动功能变化是判断手术疗效的重要指标之一。目前，临床针对脊柱疾病治疗的评估主要采用相关功能量表作为测评指标，如视觉模拟疼痛量表（VAS）、Oswestry功能障碍指数（ODI）等，这些测评指标应用范围较广，但存在评估结果主观性大等不足，无法保障评估的客观性与准确性。步态分析可以提供广泛的步态特征，包括时空参数、动态关节活动度角度、神经肌肉活动和动态关节反作用力等，可在二维或三维平面中评价这些参数，以评估特定解剖平面的特征。目的基于三维步态定量分析腰椎退变性疾病手术前后下肢运动功能的变化，并分析三维步态定量分析与传统评估手段的相关性。<br>　　方法前瞻性选择2018年9月至2019年12月就诊于本院的85例腰椎退变性疾病患者，所有患者均接受微创经椎间孔椎间融合术治疗及术后分期康复锻炼。对比患者手术前、手术后6个月的步态时-空参数、运动学-关节活动度及骨盆-腰椎影像学参数、VAS、JOA及ODI评分、多裂肌横截面积的变化。经Pearson相关系数评价三维步态量化参数与骨盆-腰椎影像学参数、VAS、JOA及ODI评分、多裂肌横截面积的相关性。<br>　　结果手术后患者的跨步时长、站立时长、摆动时长、双支撑相低于手术前，跨步长、步长及步速、步频高于术前（P＜0.05）;手术后患者的骨盆侧倾、骨盆旋转、髋内收外展及髋旋转角度均低于手术前，髋屈曲、膝屈伸角度均高于手术前（P＜0.05）;手术后患者的腰椎前凸角（LL）、椎间隙高度（DH）、手术节段椎间隙前缘高度（ADH）高于手术前（P＜0.05）;手术后患者的VAS评分、ODI值低于手术前，JOA评分、多裂肌横截面积高于手术前（P＜0.05）;Pearson相关性分析显示，VAS评分、ODI值与跨步时长、站立时长、摆动时长、双支撑相、骨盆侧倾、骨盆旋转、髋内收外展及髋旋转角度呈正相关（r=0.178～0.741,P＜0.05）,与跨步长、步长、步速、步频、髋屈曲及膝屈伸角度呈负相关（r=-0.277～-0.785,P＜0.05）;LL、DH、ADH、JOA评分、多裂肌横截面积与跨步时长、站立时长、摆动时长、双支撑相、骨盆侧倾、骨盆旋转、髋内收外展及髋旋转角度呈负相关（r=-0.173～-0.725,P＜0.05），与跨步长、步长、步速、步频、髋屈曲及膝屈伸角度呈正相关（r=0.250～0.810,P＜0.05）。<br>　　结论微创经椎间孔椎间融合术可改善腰椎退变性疾病患者术后下肢运动功能，提高跨步长、步速、步频及髋屈曲、膝屈伸角度;腰椎退变性疾病患者三维步态定量参数与骨盆-腰椎影像学参数、VAS评分、JOA评分及ODI值等密切相关，可用于患者术后的康复评价中。<br>　　第三部分:术前脊柱骨盆代偿状态对LSS伴DS患者手术效果的预测价值:基于三维步态系统<br>　　背景三维步态量化分析属于一项先进的研究手段，能够通过所获取的相关信息明确导致功能障碍的原因，并用于评价干预手段的有效性，但如何准确的运用三维步态分析的结果是临床亟待解决的问题。<br>　　目的基于三维步态系统分析术前脊柱骨盆代偿状态对LSS伴DS患者手术效果的预测价值。。<br>　　方法选择2018年9月至2019年12月于本院接受短结段减压融合内固定术治疗的37例LSS伴DS患者，术前、术后6个月均采用三维步态系统测量脊柱活动度（脊柱侧倾角度、脊柱旋转角度）、骨盆活动度（骨盆侧倾角度、骨盆旋转角度）、冠状位Cobb角、矢状位腰椎前凸角。术后随访6个月，按照改良macnab疗效评价标准将37例患者分为优良组（n=30）、中差组（n=7）,对比两组术前脊柱活动度、骨盆活动度、冠状位Cobb角、矢状位腰椎前凸角，Pearson相关性分析脊柱活动度、骨盆活动度与冠状位Cobb角、矢状位腰椎前凸角的相关性，利用多因素logistic回归模型分析影响手术效果的因素。绘制ROC曲线，分析术前脊柱活动度、骨盆活动度、冠状位Cobb角、矢状位腰椎前凸角及脊柱盆腔代偿状态预测LSS伴DS患者手术效果的价值。<br>　　结果相比本组手术前，手术6个月后患者骨盆侧倾、骨盆旋转、脊柱侧倾角度、冠状位Cobb角降低，矢状位腰椎前凸角、脊柱旋转角度上升（P＜0.05）;优良组术前骨盆侧倾、骨盆旋转、脊柱侧倾、冠状位Cobb角低于中差组，脊柱旋转、失状位腰椎前凸角高于中差组（P＜0.05）;Pearson相关性显示，37例LSS伴DS患者术前骨盆侧倾、骨盆旋转、脊柱侧倾与冠状位Cobb角呈正相关（r=0.510～0.612,P＜0.05），与矢状位腰椎前凸角呈负相关（r=-0.532～-0.635,P＜0.05）;脊柱旋转与冠状位Cobb角呈负相关（r=0.515,P＜0.05），与矢状位腰椎前凸角呈正相关（r=0.538,P＜0.05）;经多因素Logistic回归分析，采用逐步法进行变量筛选，结果显示，术前患者骨盆侧倾[OR=1.618（95％CI:1.120～2.338）]、骨盆旋转[OR=1.165（95％CI:0.995～1.462）]、脊柱侧倾[OR=2.725（95％CI:1.194-6.218）]、冠状位Cobb角[OR=1.227（95％CI:1.001～1.505）]是影响手术效果的危险因素（OR＞1,P＜0.05）、脊柱旋转[OR=0.290（95％CI:0.112～0.753）]、矢状位腰椎前凸角[OR=0.614（95％CI:0.391～-0.963）]是影响手术效果的保护因素（OR＜1,P＜0.05）;绘制ROC曲线发现，术前骨盆侧倾、骨盆旋转、脊柱侧倾、脊柱旋转、冠状位Cobb角、矢状位腰椎前凸角预测手术效果的AUC分别为0.814、0.962、0.798、0.843、0.643、0.743。结论基于三维步态系统发现短节段减压融合内固定术可改善LSS伴DS患者术前脊柱、骨盆活动度，且术前脊柱骨盆代偿状态可有效预测手术效果，故临床应密切监测该类患者术前三维步态系统中脊柱、骨盆活动度的变化，可有效预测手术疗效。