影响胸椎后凸的多因素分析
作者：王冉东 王岩 白金柱 郭均 王晋东 柴伟 张国强
【摘要】 ［目的］研究胸椎后凸与性别、年龄、椎体和椎间盘形态的关系。［方法］回顾性研究、收集61例样本的性别、年龄资料和胸椎MRI片。在机上测量椎体、椎间盘前后缘的高度和Cobb?s角，以椎体和椎间盘前后缘的高度比值代表椎体和椎间盘的形态，Cobb?s角代表胸椎后凸。通过Pearson?s相关分析和逐步回归分析研究他们之间的相关性。［结果］椎体形态与胸椎后凸的相关性比较大，相对来说椎间盘与胸椎后凸的相关性则比较小。女性81%的胸椎后凸与椎体和椎间盘的形态有关。男性72%的胸椎生理性后凸与椎体和椎间盘的形态有关。［结论］正常胸椎后凸是由椎体和椎间盘的形态共同决定的，特别是女性胸椎后凸与椎体和椎间盘形态的关系更加密切。
【关键词】 胸椎 后凸 多因素分析
Multiplicity of influencing factors in thoracic kyphosis∥
Abstract：［Objective］To examine the relationship of thoracic kyphosis with gender,age,shape of thoracic vertebral bodies and intervertebral discs.［Method］The gender,age data and MR films of Thoracic spines of 61 cases were collected in a retrospective study.The MR films were scanned into computer.Vertebral and disc morphology,as represented by antero?posterior height ratios,were quantified in computer.Kyphosis was indicated by the Cobb angle.Pearson?s correlation analysis and stepwise regression were applied to examine relationship between them.［Result］Vertebral morphology was highly related with thoracic curvature,while a poorer association was noted to disc morphology.The combined infuence of both morphology of vertebral body and intervertebral disc accounted for the variability in kyphosis in 81% female,and 72% in male.［Conclusion］The normal kyphosis of the thoracic spine is determined by the morphological state of both the vertebral bodies and intervertebral discs,especially in female.
Key words：thoracic; kyphosis; multiplicity
1 引言
脊柱“S”形生理弯曲的出现是与人类直立生活相适应的，它进一步增强了脊柱的弹性和支持功能。胸椎的机械负荷特点以及与年龄相关的骨量变化导致胸椎组成结构的形态发生改变，进而引起胸椎后凸角度的增加。尽管胸椎椎体的形态学特点及在胸椎后凸中所起的作用已经引起了人们的广泛关注，然而椎间盘在其中所起的作用却并不清楚。本文详细研究了胸椎椎体和椎间盘的形态学特点，分析了它们与性别和年龄相关的变化，以及这些因素对胸椎后凸的影响。
2 材料与方法
2.1 样本的纳入与排除标准
102例进行胸椎MRI检查的患者，有明显椎体病变者如严重的骨赘形成，脊柱侧凸，脊柱骨折，严重的骨质疏松等代谢性骨病以及肿瘤患者，排除出测量范围，符合条件者61例。
2.2 测量方法
将MRI片用扫描仪扫描录入计算机，扫描精度600 bpi。在计算机上选取正中矢状位图像进行测量，以每一椎体上下终板的边缘作为测量的解剖标记点，用Photoshop 6.0软件测量椎体前后缘与椎间盘前后缘的高度（图1），精确度0.01 mm。计算T1～12椎体与椎间盘前后缘高度的比值，用椎体或椎间盘前后缘高度的比值代表椎体或椎间盘的楔形程度，前后缘高度比值小说明楔形程度大，反之亦然。在同一图像上绘制T1椎体上终板水平线垂线与T12椎体下终板水平线垂线，其交角为T1～12的Cobb?s角，代表胸椎后凸角度。每一测量参数都由2个不同的测量小组按双盲法分别测量1次，取其平均值作为统计参数。
图1测量解剖标记点的选择与Cobb?s角的测量方法示意图（略）
2.3 数据归纳和统计分析
测量资料用计量资料来表示，用SPSS 10.0统计软件进行统计分析。独立样本T检验来比较男性与女性的差异；用Pearson?s相关分析来分析2个相关变量间的相互关系；用逐步回归分析来分析各参数变化对胸椎后凸角度的影响。先进行混合资料的分析，然后再分别分析男性和女性资料。以P＜0.05作为有统计学差异的标准。
3 结果
3.1 一般资料
资料完整的样本61例，平均年龄（52.6±20.7）岁（16.0～88.0岁）。男性41例，平均年龄（53.3±20.4）岁（16.0～88.0岁），年龄小于35岁者9例，35～60岁者14例，大于60岁者18例；女性20例，平均年龄（51.1±21.8）岁（20.0～82.0岁），年龄小于35岁者7例，35～60岁者6例，大于60岁者7例。
3.2 独立样本t检验
如表1所示：女性椎体的平均楔形程度比男性大，而男性椎间盘的平均楔形程度要比女性大，但是椎体和椎间盘形态的性别差异没有统计学意义（P＞0.05）。女性的胸椎后凸角度比男性大（P=0.08）。Levene方差齐性检验结果证明各样本总体方差相等（P＞0.05）。
表1 各参数平均值及不同性别t检验结果（略）
*P＜0.05;**P＜0.01
3.3 Pearson?s相关分析
3.3.1 年龄与胸椎后凸、椎体和椎间盘形态的关系
如表2所示：在混合资料中，年龄与所有参数均显著相关。但是按照不同年龄组及性别分析时，男性各年龄组年龄与椎体形态均无显著相关；在女性年龄大于35岁时，年龄与椎体形态显著相关。男性年龄与椎间盘形态的相关性比女性大，特别是大于60岁的男性组其相关性更加明显（P＜0.01）。
表2 不同年龄组年龄与各参数的相关系数（略）
*P＜0.05;**P＜0.01。
3.3.2 胸椎后凸与椎体和椎间盘形态的关系
胸椎后凸角度与所有的测量变量均有显著性相关（表3）。总的来说，女性胸椎后凸角度与椎间盘形态的相关性更大，并且有显著的性别差异，而男性胸椎后凸角度与椎体形态的相关性更大。
表3 胸椎Cobb?s角与椎体和椎间盘的相关系数（略）
*P＜0.05;**P＜0.01;***P＜0.001。
3.4 逐步回归模型
以胸椎后凸角度为应变量，以椎体形态、椎间盘形态和年龄作为自变量。将应变量和自变量加入模型建立回归方程，如表4所示：胸椎后凸角度的大小主要取决于椎体和椎间盘的形态。年龄对回归模型没有影响。
表4 逐步回归模型（略）
X1=椎体前后缘高度比，X2=椎间盘前后缘高度比
4 讨论
胸椎的生理性后凸使人体的重力线通过椎体的前方，机械负荷主要通过椎体的前面传导。随着年龄的增加，人体机械负荷的累积效应导致了胸椎后凸的进展〔1、2〕，在女性和有老年性骨质疏松时，这一进程更加明显〔3、4〕。以往的研究表明胸椎后凸很大程度上是由椎体形态决定的，并且与椎间盘的完整性密切相关〔5、6〕。然而，很难确定这些因素对胸椎后凸的具体影响。本文详细研究了胸椎椎体和椎间盘的形态学特点，并分析了性别、年龄、椎体和椎间盘形态的相互关系以及它们对胸椎后凸影响。
为了适应脊柱机械负荷的传导特点，胸椎体呈前窄后宽的楔形〔1、7〕。患有骨质疏松症时，骨吸收与骨形成失去平衡，骨丢失增加，导致椎体的骨性结构和形态发生改变，易于出现椎体畸形或楔形骨折〔8〕。由于女性胸椎后凸角度比男性大（表1），同时椎体的楔形程度也比男性更加明显，因此女性胸椎体前方的生理性压力负荷更大，更容易发生椎体畸形或楔形骨折。由于作者的研究样本排除了骨质疏松症的患者，因此本文的性别差异结果可能就代表了不同性别椎体形态学适应性改变的正常生理性偏倚。这可能是由于遗传因素造成的女性骨矿物质密度（BMD）相对较低等影响因素造成的。
以往的研究表明年龄与椎体形态密切相关〔9、10〕。本研究却发现一个有趣的现象，就是在混合资料组年龄与椎体形态之间有显著相关性，但是按不同年龄段和性别分组分析时却发现，男性各年龄组年龄与椎体形态均无显著相关；而女性只有在年龄大于35岁时，才与椎体形态显著相关（表2）。这可能是由于女性在35岁左右达到骨量峰值，以后开始出现骨量丢失，再加上女性绝经后骨丢失加快，胸椎后凸角度增加，椎体前方机械负荷相对比较大等因素造成的。也可能是由于椎体后方高度随着人体的衰老而逐渐降低，导致作为楔形指数的椎体前后缘高度比值的敏感性逐渐减低所致〔10〕。同时也提示尽管存在着骨量减少，但是男性椎体的形态从成熟的高峰起就维持基本恒定。因此还需要大规模的长期研究来确定年龄对椎体形态的影响。
正常胸椎椎间盘变性过程多发生于纤维环前方，导致纤维环的撕裂。胸段椎间盘退变的发生率很高，特别是男性中胸段椎间盘退变的发生率更高。这主要是由于男性更容易暴露于反复的创伤之下。Weiler等〔11〕认为椎体负荷的增加可以诱发基质金属蛋白酶增多，导致伤害感受器的敏感性增加，最终导致间盘组织退变。作者的研究结果表明男性年龄与椎间盘形态的相关性更大（表2），这可能是由于男性胸椎负荷的增加更容易引起椎间盘的压力增加，导致纤维环退变而不是椎体塌陷。与年龄相关的男性胸椎间盘楔形程度的变化很可能反映了椎间盘的潜在病理改变〔1〕。
与以前的研究一致，正常胸椎后凸的进展与年龄明显相关（表2）。促进胸椎后凸进展的因素包括肌肉紧张度丧失，职业的影响，习惯性姿势，椎体形态的改变和骨量减少等因素。这些因素对女性的影响更加明显。可能与以下因素有关：老年女性体力活动相对较少，肌肉和韧带张力丢失较多，老年女性乳房的影响等。
早期的研究表明，椎体和椎间盘的形态与胸椎后凸有关。本研究表明胸椎68%的Cobb?s角度变化与椎体和椎间盘的形态有关，男性胸椎72%的Cobb?s角度变化与椎体和椎间盘形态有关，女性胸椎81%的Cobb?s角度变化与椎体和椎间盘形态有关（表4）。这一比率比以往报道的要高〔1、10〕。但是由于测量指标并不相同，因此存在统计结果的差异是可以理解的。
总的来说胸椎后凸与椎体形态的关系更大，但是女性胸椎后凸与椎间盘的关系也非常密切（表3）。根据逐步回归分析结果（表4）和已有的证据表明，椎间盘是决定胸椎后凸的重要因素。将年龄、椎体形态和椎间盘形态作为自变量，胸椎后凸角度作为因变量加入逐步回归模型，结果表明胸椎后凸很大程度上是由椎体和椎间盘形态共同决定的，而年龄并不起重要作用。椎间盘形态的变化可能是正常人体衰老过程的一部分，从某种程度上来说，与年龄相关的椎间盘形态的变化可以解释一生中胸椎后凸的进展。反之，男性年龄与椎体形态之间缺乏相关性说明了尽管椎体形态对胸椎后凸有重要影响，但是在男性椎体形态随年龄的变化并不大，而是维持相对稳定，因此对胸椎后凸的进展影响有限。作者的研究结果表明椎体和椎间盘形态在女性的胸椎后凸中扮演更加重要的角色，这可能说明了男性骨骼外的因素如韧带和肌肉系统对维持胸椎后凸所起的作用可能更大。
5 结论
作者的研究表明椎体和椎间盘形态是与正常胸椎的生理性后凸相适应的，年龄对胸椎后凸的影响并不大，正常的胸椎后凸依赖于椎体和椎间盘形态的完整，在女性，这种依赖性更加明显。临床上骨质疏松性骨折多见于胸椎，因此应该对胸椎的形态学进行进一步的研究。
【】
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