“经济圆锥” 扩大:成人脊柱畸形失代偿的关键生物标志物 —— 一项突破性研究

【字体: 时间:2025年04月04日 来源:European Spine Journal 2.6

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  为解决成人脊柱畸形(ASD)手术效果评估难题,研究人员开展 “经济圆锥”(COE)测量用于评估 ASD 患者姿势稳定性的研究。结果显示 COE 大小测量可靠有效,术前失代偿患者术后 COE 显著减小。该研究为临床治疗提供新依据。

  在脊柱健康领域,成人脊柱畸形(Adult Spinal Deformity,ASD)患者常常被糟糕的站立平衡问题所困扰。这不仅是因为脊柱畸形导致的躯干扭曲,如驼背、脊柱侧凸,还和椎管狭窄引发的神经症状脱不了干系。当前,现代外科手术技术虽然取得了进步,能对老年患者开展更积极的矫正手术,但手术风险依旧较高。而且,评估脊柱畸形手术效果的难度很大。一直以来,评估患者站立平衡主要依靠静态参数,可静态站立本质上是个动态过程,所以,对姿势进行动态三维分析就显得极为重要。
“经济圆锥”(Cone of Economy,COE)这一概念,由 Dubousset 等人提出,它代表着维持直立姿势的能量效率。理论上,平衡受损患者的 COE 会增大,畸形矫正后则会减小。然而,COE 大小作为 ASD 患者姿势摆动指标的临床意义并不明确。若能通过测量 COE 评估 ASD 患者手术前后的动态平衡能力,就能为脊柱健康护理人员提供更多治疗方案选择的参考,所以,研究人员提出假设:运用运动捕捉技术测量 COE,或许是一种可靠有效的站立姿势分析方法。

东京大学的研究人员为了探究这一假设,开展了相关研究。他们招募了 23 例接受 ASD 手术的患者以及 5 例健康男性作为对照。在患者 C7和 S1棘突等部位放置表面反射标记,利用红外相机进行运动捕捉,并同步测量压力中心(Center of Pressure,COP)参数。研究结束后,他们得出了一系列重要结论。这些结论对于理解 ASD 患者的病情、评估手术效果以及制定康复方案都有着重大意义,相关研究成果发表在了《European Spine Journal》上。

研究人员采用的主要关键技术方法如下:一是选取样本,收集 23 例年龄超 50 岁、接受单机构初次融合手术且涉及四个及以上椎体节段的 ASD 患者,以及 5 例健康男性作为对照;二是进行运动捕捉测量,在特定部位放置 6 个表面反射标记,让患者以舒适站姿进行 30 秒安静站立试验,重复 3 次,用红外相机追踪标记运动;三是进行统计分析,使用 IBM SPSS Statistics 26 软件对数据进行处理。

下面来看具体的研究结果:

  • 患者特征和影像学评估:23 例 ASD 患者中,平均年龄 72.7 岁,包含多种脊柱畸形类型。术前 PI - LL 失配平均 52.8°,术后矫正至 15.7°;术前 SVA 平均 143mm,术后改善到 43mm ,差异均有统计学意义。
  • COE 参数作为平衡评估指标的确定:研究人员对各项参数的可靠性和相关性进行分析后发现,C7棘突的均方根(Root Mean Square,RMS)面积测量可靠性较高,且与 COP 的 RMS 面积相关性强,于是将其定义为 COE 大小。
  • ASD 患者的姿势稳定性及术后变化:健康男性 C7 RMS 面积平均为 1.8cm2,显著小于 ASD 患者术前水平。依据 COE 大小,研究人员将患者分为失代偿组和代偿组,失代偿组年龄更大。术后 6 个月,失代偿组 COE 大小显著减小,而代偿组无明显变化。
  • 病例展示:通过两个典型病例,进一步展示了 COE 大小在评估患者手术前后姿势稳定性变化中的作用。如 84 岁女性患者,术前 COE 大,术后显著减小,行走能力改善;52 岁女性患者术前 COE 小,术后变化不大,尽管背部疼痛减轻,但 COE 维持稳定。

在研究结论和讨论部分,研究表明,基于运动捕捉的 COE 大小测量是评估 ASD 患者姿势稳定性的有效工具。与传统影像学参数相比,它能更全面地反映患者的姿势控制机制。术前失代偿的 ASD 患者术后 COE 大小显著减小,证明了手术矫正对恢复姿势稳定性的有效性。

研究还发现,COE 增大不能仅归因于脊柱畸形,还和神经肌肉代偿效率有关。年龄增长会使姿势控制能力下降,进而影响下肢肌肉力量和大脑适应功能。因此,在康复过程中,除了进行脊柱矫正手术,加强下肢肌肉训练和本体感觉训练也十分关键。

不过,该研究也存在一定的局限性,比如样本量有限,随访时间较短,脊柱畸形的复杂性和患者病情的多样性可能影响研究结果的普遍性。未来还需要开展多中心、大样本的研究,延长随访时间,深入探究 COE 增大的病理机制以及与其他临床参数的关系。

总体而言,这项研究意义重大。它让 COE 测量成为评估 ASD 患者姿势稳定性的重要手段,为临床医生制定更精准的治疗方案提供了有力支持,也为后续研究指明了方向,有望推动脊柱健康领域的进一步发展。
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