健康人群骶骨倾斜角测量的观察者间可靠性研究及其在髋脊综合征中的临床意义

《JAAOS Global Research & Reviews》：Inter-observer Reliability of Sacral Slope Measurements in Healthy Individuals: Implications for Hip-Spine Syndrome

本研究通过评估健康个体骨盆侧位X线片中骶骨倾斜角（sacral slope）测量的观察者间可靠性，证实其在站立位和坐位均具有极佳的信度（ICC>0.95）。该发现为骶骨倾斜角作为评估髋脊综合征（Hip-Spine Syndrome）患者脊柱-骨盆矢状面平衡的可靠指标提供了关键证据，对全髋关节置换术（THA）前的精准评估和术后稳定性预测具有重要临床价值。

　　

Abstract

Introduction: 髋脊综合征（Hip-spine syndrome）是一种以髋关节和腰椎并发退行性病变为特征的复杂病症，常导致显著的发病率。精确的影像学测量对于诊断和管理该综合征至关重要，尤其是在全髋关节置换术（Total Hip Arthroplasty, THA）的背景下。本研究旨在评估健康个体骨盆X线片中骶骨倾斜角（Sacral Slope）测量的观察者间可靠性，以提高诊断准确性和治疗策略。

Methods: 这项横断面研究纳入了30名年龄在25至50岁之间、无脊柱、髋部或骨盆病变病史的健康志愿者（15名男性，15名女性）。拍摄了站立位和坐位下的骨盆侧位X线片。由四名独立的观察者（包括放射科医生和骨科医生）测量骶骨倾斜角。采用线性混合效应模型计算组内相关系数（Intraclass Correlation Coefficient, ICC）及其95%置信区间（Confidence Intervals, CIs）以评估观察者间可靠性。数据分析使用SAS和SPSS软件进行。

Results: 站立位和坐位下骶骨倾斜角的测量均值如下：观察者1（站立位：39.59° ± 6.67°，坐位：26.83° ± 10.84°），观察者2（站立位：38.02° ± 6.76°，坐位：22.11° ± 10.71°），观察者3（站立位：41.15° ± 6.63°，坐位：26.04° ± 12.48°），观察者4（站立位：39.53° ± 6.93°，坐位：24.80° ± 12.00°）。站立位骶骨倾斜角的ICC为0.956（95% CI, 0.916 to 0.978），坐位骶骨倾斜角的ICC为0.974（95% CI, 0.944 to 0.988），两者均表明观察者间可靠性极佳。

Discussion: 骨盆侧位X线片上的骶骨倾斜角测量显示出极佳的观察者间可靠性，使其成为评估骨盆方向的可靠指标。这种可靠性对于骶骨倾斜角作为评估脊柱-骨盆对线（spinopelvic alignment）的临床指标至关重要，特别是在髋脊综合征的管理和接受全髋关节置换术的患者中。

引言

随着对脊柱和骨盆之间动态相互作用的认识日益加深，脊柱-骨盆力学，特别是在全髋关节置换术（THA）背景下的研究受到了越来越多的关注。该区域对线或活动度的改变已被确定为THA不稳定和脱位风险的关键因素。这种复杂的相互作用，通常被称为“髋脊综合征”，强调了需要精确的影像学评估来指导临床决策。髋部和脊柱的退行性变化经常共存，导致臀部、大腿或膝盖疼痛等重叠症状，这使得诊断和治疗变得复杂。患者常表现出脊柱-骨盆力学的改变，导致平衡问题和不稳定。髋关节骨关节炎（Osteoarthritis, OA）和退行性腰椎管狭窄症（degenerative lumbar spinal stenosis）是该人群中的常见疾病，其中退行性腰椎管狭窄症是肌肉骨骼残疾的主要原因，也是65岁以上人群最常见的手术指征。

术语“髋脊综合征”最早由Offierski和MacNab提出，用于描述源于并发髋部和脊柱病理的症状。髋部和脊柱的解剖邻近性和功能相互依赖性意味着一个区域的退行性变化可能引发或加剧另一个区域的问题。例如，髋关节屈曲挛缩导致腰椎前凸增加可能引起后部小关节半脱位，而脊柱侧凸可能诱发骨盆侧倾，加剧髋关节不稳定和疼痛。

髋部和脊柱之间的生物力学相互作用是理解髋脊综合征发病机制和临床表现的核心。患有此病的患者在THA后的结局往往比未患此病的患者差。研究表明，身体通过获得0.9°的股骨运动来补偿每损失1°的脊柱运动，从而在存在退行性变化的情况下维持功能。然而，这种补偿机制在接受THA的患者中可能成为负担，因为即使假体组件位置正确，也可能导致晚期脱位。因此，髋部和脊柱之间的正确相互作用对于THA的成功是必要的。

Heckman等人意外地发现，许多晚期THA脱位患者在标准的骨盆前后位X线片上假体组件位置正常。在上述研究中，从侧位脊柱-骨盆-髋关节X线片获得了三个测量值：（1）骶骨倾斜角（sacral slope）——由第一骶椎（S₁）终板和水平线形成的角度；（2）骨盆-股骨运动（pelvic femoral motion）——基于从S₁上终板中心到股骨头中心画的线，以及平行于股骨骨干画的第二条线；（3）臼杯前倾角（cup ante-inclination）——由平分臼杯长轴的线和横线形成的矢状面臼杯位置。计算了坐位与站立位下这些角度的变化。该研究得出结论，由脊柱僵硬增加导致的脊柱-骨盆失衡是假体组件位置正常范围内发生晚期THA脱位的原因。但是，是否存在一个精确的测量指标可以预测关节是否会变得有症状，这个问题仍然存在。

目前，缺乏经过验证的解剖标志来评估骨盆运动的异常模式，而这对于有效诊断和管理髋脊综合征至关重要。尽管Heckmann等人使用骶骨倾斜角、骨盆倾斜角（pelvic tilt）和腰椎前凸角（lumbar lordosis）来评估脊柱-骨盆僵硬程度，但本研究仅关注骶骨倾斜角。选择该参数是因为其在标准侧位X线片上可直接测量，并且在髋脊病理中具有临床相关性。未来的研究可能会扩展此分析以包括矢状面平衡的其他参数。本研究旨在通过评估健康个体骨盆X线片中骶骨倾斜角的观察者间可靠性来弥补这一空白。确定不同观察者之间这些测量的可重复性将为它们在髋脊综合征患者诊断和治疗中的潜在临床效用提供关键见解。

本研究的基本原理源于提高髋脊综合征患者诊断准确性和治疗结局的需求，特别是在THA的背景下。通过关注健康个体，我们旨在建立基线可靠性数据，这些数据随后可应用于病理情况，最终有助于开发髋脊相关并发症的预测模型。这项研究也将有助于更好地理解髋部和脊柱之间的生物力学相互作用，促进骨科实践中更明智的临床决策。

方法

研究设计与背景

这项横断面研究旨在评估健康个体骨盆侧位X线片中骶骨倾斜角测量的观察者间可靠性。研究在获得机构审查委员会批准后进行。根据《赫尔辛基宣言》中概述的道德标准，获得了所有参与者的知情同意。参与者包括30名年龄在25至50岁之间的健康志愿者（15名男性和15名女性），根据特定的纳入和排除标准招募。纳入标准为年龄25至50岁、无脊柱、髋部或骨盆病变史（包括既往损伤或手术）且无主要合并症的健康个体。排除可能怀孕或试图怀孕的育龄期女性。未收集身高、体重或体重指数等人体测量数据。

每位参与者参加一次研究访视，期间拍摄两张骨盆侧位X线片：一张在站立位，一张在坐位。为确保一致性，所有X线片由同一名放射科技师拍摄。对于有生育潜力的女性，在X线摄影前进行尿妊娠试验以确认未怀孕。在X线成像期间采取了适当的安全措施，包括使用铅围裙和甲状腺防护罩，以最大限度地减少辐射暴露。X线片上的任何偶然发现都报告给主要研究者，由其提供必要的随访护理或转诊。

主要和次要结局

本研究的主要结局是骶骨倾斜角测量的观察者间可靠性。通过四名独立的观察者（相互盲法）评估去标识化X线片上的骶骨倾斜角来进行评估。这四名观察者包括一名拥有27年肌肉骨骼成像经验的放射科医生、一名接受过脊柱专科培训且有10年经验的骨科医生、一名三年级骨科住院医师和一名高年级医学生。所有观察者都接受了关于骶骨倾斜角测量的标准化培训，包括复习解剖标志和测量方案以确保一致性。有意选择不同临床经验水平的观察者，以评估骶骨倾斜角测量是否即使由经验有限的人员（如高年级医学生）也能可靠地进行。骶骨倾斜角定义为第一骶椎（S₁）终板与水平线形成的角度。研究旨在确定这些测量的可重复性，这可以提高诊断准确性并为髋脊综合征患者的治疗策略提供信息。次要结局包括识别可能影响骶骨倾斜角测量可靠性和临床应用的任何潜在差异。

统计分析

使用SAS和SPSS软件进行统计分析。采用线性混合效应模型计算组内相关系数（ICC）及其95%置信区间（CIs），以确定骶骨倾斜角测量的观察者间可靠性。报告了骶骨倾斜角测量的描述性统计量，包括模型调整后的均值和标准误。统计学显著性设定为P值小于0.05。数据不完整的调查被排除在分析之外。

结果

该研究纳入了30名健康志愿者，包括15名男性和15名女性，年龄在25至50岁之间。所有参与者均符合纳入标准，即无脊柱、髋部或骨盆病变史，且无主要合并症。这种严格的选择确保了研究人群的同质性，最大限度地减少了与潜在健康状况相关的混杂因素。

计算了每位观察者在站立位和坐位下骶骨倾斜角测量的描述性统计量。收集的数据提供了不同姿势下骶骨倾斜角变异性和分布的见解。具体而言，分析了骶骨倾斜角的均值、标准差、中位数、四分位距和范围。这些表格突显了整个研究队列中测量的一致性，清晰地描绘了两种姿势下骶骨倾斜角的集中趋势和离散程度。

使用ICC和95% CI严格评估了骶骨倾斜角测量的观察者间可靠性。站立位骶骨倾斜角的ICC为0.956（95% CI, 0.916 to 0.978），坐位骶骨倾斜角的ICC为0.974（95% CI, 0.944 to 0.988）。根据Cicchetti的ICC解释标准，大于0.75为极佳，0.60至0.74为良好，0.40至0.59为一般，低于0.40为较差。两个值均表明观察者间可靠性极佳，强调了由不同观察者进行骨盆侧位X线片骶骨倾斜角测量的稳健性。观察者和姿势之间平均骶骨倾斜角的视觉比较进一步说明了这种一致性。这些结果表明，骶骨倾斜角是一种高度可重复的指标，可以可靠地用于临床实践，以评估和监测脊柱-骨盆对线。

讨论

髋部和脊柱之间的生物力学相互作用对于维持功能活动性和稳定性至关重要，尤其是在退行性变化普遍的老年人群中。我们研究中观察到的高ICC值表明，不同观察者可以一致地复现骶骨倾斜角测量，这对于其临床效用至关重要。这种一致性在髋脊综合征的背景下尤为重要，因为骨盆方向的准确评估可以影响手术计划和术后结局，特别是对于接受THA的患者。

本研究的结果与现有关于脊柱-骨盆对线在骨科和脊柱疾病中重要性的文献相一致并进行了扩展，特别是在并发髋部和脊柱病理的管理方面。脊柱-骨盆参数已被证明在预测和管理这些患者的结局中起着关键作用。Heckmann等人强调了脊柱-骨盆失衡在THA后晚期脱位中的重要性，证明尽管在骨盆前后位X线片上假体组件位置正常，但脊柱僵硬程度增加的患者面临更高的脱位风险。这强调了需要可靠的影像学测量来识别高危患者并相应地调整手术策略。我们的研究通过验证骶骨倾斜角测量作为一种可重复的指标来支持这些发现，可能有助于识别和管理脊柱-骨盆失衡。

髋脊综合征的影像学分类突出了髋部和脊柱对线的相互依赖性，特别是通过矢状面脊柱排列不齐和髋关节OA的评估。这种方法强调了可靠的影像学评估以指导临床决策的关键需求。本研究的结果通过提供关于骶骨倾斜角测量可靠性的有力数据，为这一框架做出了贡献，从而提高了髋脊综合征分类的诊断准确性。

此外，髋部和脊柱的退行性变化经常共存并加剧彼此的症状，这强调了需要综合评估工具来评估这些区域之间的生物力学相互作用。通过证明骶骨倾斜角测量具有极佳的观察者间可靠性，本研究提供了一种可靠的工具，可以整合到临床实践中，以改善髋脊综合征患者的评估和管理。

Imai等人先前的一项研究也评估了侧位X线片上骶骨倾斜角测量的可靠性，报告观察者内ICC范围在0.31至0.66之间，并建议至少需要三名观察者进行四次重复测量才能获得可接受的骨盆屈曲评估可靠性。这些发现支持我们关注骶骨倾斜角作为一个可重复的参数；然而，我们研究中观察到的较高ICC可能反映了成像质量、观察者培训以及观察者之间使用标准化测量方案的差异。

有证据表明，既往腰椎融合术增加了THA后脱位和翻修的风险，并且伴有腰椎疾病的患者比无脊柱病理的患者结局更差。这突出了需要可重复的脊柱-骨盆测量来指导假体组件定位和术后监测。将骶骨倾斜角验证为可靠指标直接弥补了这一空白，因为它可以协助进行风险分层，指导手术决策，并可能减少与不稳定性相关的并发症。

将骶骨倾斜角测量确立为骨盆方向的可靠指标具有广泛的临床意义。对于髋脊综合征患者，可靠的评估工具对于制定有效的治疗计划至关重要。一致地测量骶骨倾斜角的能力有助于诊断脊柱-骨盆失衡，并指导干预措施以解决可能导致疼痛和功能障碍的代偿机制。

在THA的背景下，理解脊柱对线和髋关节稳定性之间的关系至关重要。可靠的骶骨倾斜角测量有助于识别因脊柱-骨盆失衡而有晚期脱位风险的患者，从而允许考虑髋部和脊柱对线的定制手术方法。这种综合方法有可能减少并发症的发生率并改善接受髋关节置换术患者的长期结局。

此外，我们的研究为未来研究探索骶骨倾斜角测量在各种临床场景中的预测价值奠定了基础。通过在健康个体中建立基线可靠性数据，后续研究可以调查这些测量在病理状况下的效用，例如髋关节OA和退行性腰椎疾病。这可以导致开发预测模型，帮助临床医生预测和管理与脊柱-骨盆对线相关的并发症。

本研究存在几个局限性需要承认。30名参与者的样本量虽然足以进行可靠性分析，但可能限制了我们研究结果对更广泛人群的普适性。此外，研究是在无脊柱或下肢病理的健康个体中进行的，这可能无法完全捕捉到临床髋脊综合征人群中看到的变异性。我们受限于所使用的X线片，因为部分股骨未被拍摄到，限制了我们评估骨盆-股骨角和臼杯前倾角的能力——这些测量对于全面评估脊柱-骨盆动力学至关重要。此外，研究依赖静态影像学图像可能无法完全反映脊柱-骨盆运动的动态性质。尽管骶骨倾斜角为了解骨盆方向提供了宝贵的见解，但使用运动分析或动态成像等技术进行动态评估可能提供对脊柱-骨盆相互作用的更全面理解，特别是在功能活动期间。

此外，骶骨终板的解剖变异性是测量不一致的潜在来源。Legaye证明，S₁终板的穹顶状畸形可能由于难以定义前缘而显著影响骶骨倾斜角的准确性。我们的研究中未使用特定标准来评估或排除这种形态。尽管我们关注骶骨倾斜角得到其临床相关性的支持，但忽略了骨盆入射角（pelvic incidence）这一控制矢状面平衡的固定解剖参数，限制了对脊柱-骨盆对线的更广泛解释。最后，我们未评估股骶后角（femorosacral posterior angle），已证明该角度受S₁解剖变异性影响较小，并为矢状面骨盆方向提供了补充视角。未来的研究应考虑纳入这些额外参数，以提高在解剖结构多样化人群中的稳健性。

尽管存在这些局限性，这是首个证明骶骨倾斜角测量具有极佳观察者间可靠性的研究，验证了其作为临床实践中评估脊柱-骨盆对线的可重复指标的潜力。

结论

总之，我们的研究证明，在健康个体中，骨盆侧位X线片上的骶骨倾斜角测量具有极佳的观察者间可靠性。这些发现验证了骶骨倾斜角作为评估骨盆方向和脊柱-骨盆平衡的可重复指标，对髋脊综合征的诊断和管理具有重要意义。未来的研究应侧重于评估这些测量在病理状况下的表现，以进一步阐明其临床效用，并开发髋脊相关并发症的预测模型。