28 東日本整災会誌 31 巻 :28 33,219 年 : 成人脊柱変形患者の術前 術後の X 線パラメータを, 腰椎前弯角を上位腰椎 (L1-4) と下位腰椎 (L4-S) の 2 つのセグメントに分けて計測し, 変形と局在と骨盤パラメータとの相関を調査した. 全腰椎前弯 (L1-S) 減少の主体は上位腰椎の後弯化にあり, 下位腰椎は術前から比較的前弯位に保たれていた. 腰椎後弯を主とする成人脊柱変形患者 ( 術前 PI-LL>2 ) の腰椎前弯形態の 87% は上位腰椎後弯型であった. Segmental analysis on lumbar lordosis and sagittal alignment of adult spine deformity patients Key words :sagittal alignment 矢状面アライメント,adult spine deformity 成人脊柱変形,lumbar lordosis 腰 椎前弯 成人脊柱変形 (adult spinal deformity, 以下 ASD) 患者の病態は矢状面, 冠状面の複雑な変形の組み合わせであるが, 多くは LL(lumbar lordosis) の減少に伴い PT(pelvic tilt) 増大,SVA (sagittal vertical axis) 増大などの alignment failure を呈する 1).ASD 患者の病態は矢状面バランスの破綻がその多くを占め, いかに良好な矢状面を獲得するかに力点がおかれる. 術後の PT,SVA は患者の HRQOL(Health-Related Quality of Life) に強い相関があり 2 4) 小さな PT,SVA を目的として腰椎前弯獲得手術がなされる. 特にこれらの ASD 患者は腰椎前弯低下に伴う代償機構として 骨盤後傾 ( 大きな PT) が出現し, さらに代償機構の限界による global alignment の前傾化 ( 大きな SVA,TPA) が問題となるため腰椎前弯獲得による PT,SVA の改善を目指した手術を実施するが, 腰椎前弯の低下といっても, 変形形態は一様ではない. 健常者における腰椎前弯形態の報告はこれまでもあるが 1,7),ASD 患者における同報告は少ない. 本調査の目的は腰椎後弯変形を主とする ASD 患者を対象とし, 術前, 術後の腰椎前弯角を上位腰椎 (ULL: upper lumbar lordosis,l1-4 前弯角 ) と下位腰椎 (LLL: lower lumbar lordosis,l4-s 前 獨協医科大学埼玉医療センター第一整形外科 連絡先 ; 343 8555 埼玉県越谷市南越谷 2 丁目 1 5, 獨協医科大学埼玉医療センター第一整形外科, 簗瀬司,TEL 48 965 1111 Tsukasa YANASE, Junya KATAYANAGI, Takahiro IIDA, Kazuyuki MATSUMOTO, Moe SUZUKI and Satoru OZEKI 原稿受理 :219 年 1 月 24 日
東日本整災会誌 31 巻 1 号 219 年 3 月 29 弯角 ) とに分けて計測し, 術前の腰椎前弯形態について調査することである. 研究デザインは単一施設 過去起点コホート研究で, 調査期間は 212~216 年, 調査対象は ASD に対し矯正手術を行った 38 例 ( 平均年齢 68.4 歳, 全例女性 ) である. 腰椎後弯変形を主体とする症例を対象とするため症例選択基準を SRS-Schwab adult spina deformity classification sagittal modifier の PI-LL(PI LL のミスマッチ ) が 2 を超えるものに限定した 9). 強直性脊椎炎, パーキンソン病, 腫瘍等に伴う変形は除外した. 上記患者選択の結果, 症例の内訳は純粋な後弯症が 7 例, 後側弯症が 31 例であった. 経過観察期間は 3.1 ヵ月 (12~64 ヵ月 ) であった主要調査項目は TK(thoracic kyphosis), LL(lumbar lordosis)( a), PT(pelvic tilt)( c), TPA(T1 pelvic angle), SVA(sagittal vertical axis), PI(pelvic incidence)( b), PI-LL であり, さらに LL を上位腰椎と下位腰椎に分け,L1-4 を ULL(d), L4-S を LLL(e) と定義して調査した ( 図 1) 11). 腰椎前弯をプラスとし, 後弯はマイナスと定義した. これらの症例に対し,ULL,LLL を で区切り腰椎後弯を全体型 (ULL かつ LLL ), 上位型 (ULL かつ LLL> ), 下位型 (ULL > かつ LLL ), 非後弯型 (ULL> かつ LLL> ) の 4 つの形態に分類調査した. さらに上位腰椎 下位腰椎にて前弯症例 (> ), 後弯症例 ( ) の比率を比較した. また術前 術後の矢状面 parameter(pt,tpa,sva) とLL, ULL,LLL との相関を調査した. 統計解析は, 連続変数に関しては Wilcoxon の順位和検定を用い, カテゴリー変数に関しては Fisher の正確確率検定を用いた. 相関解析には Spearman の順位相関係数を用いた. 統計計算には IBM SPSS Statistics Version 25(IBM-SPSS, Inc.) を用い, 有意水準は P<.5 とした. 術式は VCR(Vertebral Column Resection)5 例, LLIF(Lateral Lumbar Interbody Fusion)28 例, PLIF(Posterior Lumbar Interbody Fusion)23 例, PSO(Pedicle Subtraction Osteotomy)1 例であった ( 一部併用あり ). 上記術式適応の基準は変形により使い分け, 原則として高度な椎体変形を呈する症例には VCR や PSO を, 椎間板での変形が主体である症例には LLIF を優先的に選択した. 固定範囲は全例, 下位胸椎 (T1:35 例,T9:3 例 ) から骨盤までの後方矯正固定であった. 術前 術後の SRS-Schwab classification adult spina deformity sagittal modifier を表 1 に示した ( 表 1). 術前 術後の X 線計測値は表 2 のとおりで, 術前腰椎後弯減少の主体は ULL(-18.3 ) の後弯化にあり, LLL(22.4 ) は術前から比較的前弯位に保たれていた ( 表 2). 後弯の形態調査において, 全体型が 1 例 (3%), 下位型が 1 例 (3%), 上位型 33 例 (87%), 非後弯型 3 例 (8%) であり調査対象の大半は上位型であった ( 表 3, 図 2). 後弯の比率は上位腰椎 34 例 (89%), 下位腰椎 2 例 (5%) で上位腰椎と下位腰椎の比較では有意に上位腰椎に後弯を呈する患者が多かった ( 表 4). 術前の矢状面の指標となる PT,TPA,SVA と d b c 1 主要調査項目 (X 線計測値 ) a:ll,b:pi(pelvic incidence), c: PT(pelvic tilt), d:ull:l1-4 角, e:lll:l4-s e a
3 東日本整災会誌 31 巻 1 号 219 年 3 月 1 術前 術後の SRS-Schwab classification, Three sagittal modifiers の頻度と術前後の比較 SRS-Schwab classification Three sagittal modifiers Sagittal verical axis(mm) SVA<4 4 SVA 95 SVA>95 術前 術後 Fisher の正確確率検定 :2 3 N % N % 有意確率 2 5.2 25 65.8 17 44.7 11 28.9 <.1 19 5 2 5.3 Pelvic tilt( ) PT<2 2 PT 3 PT>3 12 26 31.6 68.4 1 22 6 26.3 57.9 15.8 <.1 PI minus LL( ) PI-LL<1 1 PI-LL 2 PI-LL>2 38 1 26 6 6 68.4 15.8 15.8 <.1 2 術前 術後の X 線計測値 術前 術後 t 検定 平均 標準偏差 平均 標準偏差 有意確率 TK( ) 11.7 2.8 4.6 1.5 <.1 PT( ) 35.9 8.9 22.9 8.9 <.1 TPA( ) 36.4 8.1 2.9 1.5 <.1 SVA(mm) 99.7 4.3 34.2 42.4 <.1 PI( ) 49.8 11.8 49.6 1.9.86 LL( ) 4.1 16.5 47.4 1.6 <.1 ULL( ) -18.3 14.8 18.2 1.3 <.1 LLL( ) 22.4 12.7 29.1 8..1 PI-LL( ) 45.8 18.9 2.2 15.3 <.1 Wilcoxon の順位和検定, * P<.5, ** P<.1, *** P<.1 3 腰椎前弯矢状面の 4 形態の頻度 LLL> LLL ULL> 非後弯型 3 例 (7.9%) 下位型 1 例 (2.6%) ULL 上位型 33 例 (86.8%) 全体型 1 例 (2.6%) LL,ULL,LLL の解析では, 相関のある X 線計測値はなかった ( 表 5). 従来より加齢による矢状面アライメントの変化 (SVA 増大 PT 増大 ) が指摘されており, 腰椎前弯減少が主たる要因として認識されているが, 腰椎の形態について詳細に調査した報告は少な い 5). 健常成人においては下位腰椎前弯角が全腰椎前弯角の 6~7% を占めるとされるが,ASD 患者の腰椎前弯角を上位腰椎 下位腰椎に分けて調査した報告はなく, その点が本調査の新規性である 1,7). 近年 ESSG(European Spine Study Group) から報告された GAP(Global Alignment and Proportion) スコアは SRS-Schwab 分類の 3 つのパラメータ (SVA,PT,PI-LL) に相当する Relative
東日本整災会誌 31 巻 1 号 219 年 3 月 31 Spinopelvic Alignment RSA Relative Pelvic 腰椎形態の加齢性変化については Takeda の報告 Version RPV Relative Lumbar Lordosis RLL した高齢成人 53 人 平均 63 歳 の 1 年経過が に加え 腰椎形態を考慮した Lordosis Distribution 参考になる 彼らも LL 減少 SVA 増大について Index LDI を取り入れた新しい概念であり は同様の結果であるが さらに T5/6 から L5/S1 ASD の診断 治療において腰椎前弯形態の重要 のすべての椎間角の変化において 有意な変化を 性には今後ますます注目が集まることが予想され 示したのは L1/2 L4/5 のみで そのうち最も大 13 る きな変化を示していたのは L1/2 であったと報告 本研究により腰椎後弯を主体とする ASD 患者 している12 また Hey らは 7 人の腰痛患者 平 の腰椎前弯形態の一部の傾向が明らかになり 上 均年齢 57 歳 に対する 6 姿勢の矢状面 X 線撮影 位腰椎に大きな後弯が存在することが示された を比較した報告で slump sitting 位 腰椎坐位前 傾位 にて全腰椎 L1 S1 は最も後弯が強く なり 上位腰椎椎間板 L1/2 L2/3 では後弯化 が認められるのに対し 下位腰椎椎間板 L4/5 L5/S は前弯位を保持したままで後弯化しなかっ たことを報告している6 Roussouly は特発性側 弯症の思春期群 成人期群の比較において 成人 期群で有意に胸腰椎移行部での後弯が増大するこ とを報告している8 いずれの報告も ASD 患者 が対象ではないが 加齢に伴い胸腰椎移行部 上 位腰椎にて後弯が進行することを示唆する内容で あり腰椎後弯化のメカニズムを考えるうえで有意 義な情報である 本調査の結果を踏まえれば ASD 患者のなかには下位腰椎前弯角が比較的保 ULL たれている症例もあり 冠状面変形や椎間板変性 が軽度であるなどの程度などの条件が揃えば 上 位腰椎の矯正のみで PI に見合う前腰椎前弯を獲 得でき 結果として骨盤固定を回避できる症例も LLL あるかもしれない 本調査の limitation は 症例の少ない retrospec- tive な研究である点である また本調査対象には de novo の脊柱変形のみではなく特発性側弯症の 遺残症例も含まれており 今後 より大きなコ ホートでの縦断研究 健常成人や特発性側弯症の 遺残変形 de novo 脊柱変形との比較検討が必要 図 2 術 前 腰 椎 形 態 は ULL 後 弯 LLL 前弯を呈する上位型が多 かった であろう 表 4 上位腰椎と下位腰椎における前弯 後弯の比率 前弯 ULL L1-4 角 LLL L4-S 角 後弯 N N 4 36 1.5 94.7 34 2 89.5 5.3 Fisher の正確確率検定 p.1
32 東日本整災会誌 31 巻 1 号 219 年 3 月 5 PT,TPA,SVA と LL,ULL,LLL の相関解析 ( 術前 術後 ) 術前 LL 術前 ULL 術前 LLL 術前 PT 相関係数 -.177 -.18 -.157.288.912.347 術前 TPA 相関係数 -.22 -.36 -.225.223.831.175 術前 SVA 相関係数 -.266 -.139 -.224.17.45.177 術後 LL 術後 ULL 術後 LLL 術後 PT 相関係数 -.216.94 -.424 **.194.573.8 術後 TPA 相関係数 -.324 *.87 -.548 **.47.65 <.1 術後 SVA 相関係数 -.128.386 * -.639 **.444.17 <.1 Spearman の順位相関係数, * P<.5, ** P<.1, *** P<.1 腰椎後弯を主体とする ASD 患者 ( 術前 PI-LL >2 ) の腰椎前弯形態を調査した結果,87% が上位腰椎後弯型であった. 後弯比率の比較では上位腰椎が下位腰椎よりも後弯の比率が高く下位腰椎は前弯位に保たれている症例が多かった. 1)Anwar, H.A., Butler, J.S., Yarashi, T., et al.: Segmental Pelvic Correlation (SPeC): a novel approach to understanding sagittal plane spinal alignment. Spine J., 15: 2518 2523, 215. 2)Pellisé, F., Vila-Casademunt, A., Ferrer, M., et al.: Impact on health related quality of life of adult spinal deformity (ASD) compared with other chronic conditions. Eur. Spine J., 24: 3 11, 215. 3)Glassman, S.D., Berven, S., Bridwell, K., et al.: Correlation of radiographic parameters and clinical symptoms in adult scoliosis. Spine, 3: 682 688, 25. 4)Glassman, S.D., Bridwell, K., Dimar, J.R., et al.: The impact of positive sagittal balance in adult spinal deformity. Spine, 3: 224 229, 25. 5) Hasegawa, K., Okamoto, M., Hatsushikano, S., et al.: Normative values of spino-pelvic sagittal alignment, balance, age, and healthrelated quality of life in a cohort of healthy adult subjects. Eur. Spine J., 25: 3675 3686, 216. 6) Hey, H.W.D., Lau, E.T., Tan, K.A., et al.: Lumbar spine alignment in six common postures: An ROM analysis with implications for deformity correction. Spine, 42: 1447 1455, 217. 7)Janik, T.J., Harrison, D.D., Cailliet, R., et al.: Can the sagittal lumbar curvature be closely approximated by an ellipse? J. Orthop. Res., 16: 766 77, 1998. 8)Roussouly, P., Labelle, H., Rouissi, J., et al.: Pre- and post-operative sagittal balance in idiopathic scoliosis: a comparison over the ages of two cohorts of 132 adolescents and 52 adults. Eur. Spine J., 22: S23 S215, 213. 9)Schwab, F., Ungar, B., Blondel, B., et al.: Scoliosis Research Society-Schwab adult spinal deformity classification: a validation study. Spine, 37: 177 182, 212. 1)Schwab, F., Lafage, V., Patel, A., et al.: Sagit-
東日本整災会誌 31 巻 1 号 219 年 3 月 33 tal plane considerations and the pelvis in the adult patient. Spine, 34: 1828 1833, 29. 11) 鈴木萌, 片柳順也, 松本和之, ほか : 高齢者脊柱変形手術における術後矢状面矯正不良のリスク因子に関する調査. 東日本整災会誌,3:82 85,218. 12)Takeda, N., Kobayashi, T., Atsuta, Y., et al.: Changes in the sagittal spinal alignment of the elderly without vertebral fractures: a minimum 1-year longitudinal study. J. Orthop. Sci., 14: 748 753, 29. 13)Yilgor, C., Sogunmez, N., Boissiere, L., et al.: Global Alignment and Proportion (GAP) score: Development and validation of a new method of analyzing spinopelvic alignment to predict mechanical complications after adult spinal deformity surgery. J. Bone Joint Surg. Am., 99: 1661 1672, 217. Segmental analysis on lumbar lordosis and sagittal alignment of adult spine deformity patients Tsukasa YANASE, Junya KATAYANAGI, Takahiro IIDA, Kazuyuki MATSUMOTO, Moe SUZUKI and Satoru OZEKI First Department of Orthopedic Surgery, Dokkyo Medical University Saitama Medical Center Abstract: In this retrospective cohort study the preoperative and postoperative X-ray parameters of patients with adult spinal deformity were measured, dividing the lumbar region into two sections to enable differentiation of the upper lumbar vertebrae angles (L1-4) from the lower lumbar vertebrae angles (L4-S) and to investigate correlations between pelvic parameters, deformity and deformity location. Preoperatively, of ASD patients with reduced total lumbar lordosis (PI-LL>2 ) 87% were kyphotic in the upper lumbar vertebrae while maintaining relatively lordotic lower lumbar vertebrae. Our investigation of correlations between pelvic parameters and deformity location in ASD patients with overall lumbar lordosis (preoperative PI-LL>2 ) found that 87% were kyphoscoliotic in the upper lumbar region.