早读 | 髋-腰综合征与脊柱骨盆矢状位生物力学关系
发布日期:2024-06-24 16:50    点击次数:68
早在1983年Offierski等首次提出髋-腰综合征(hip-spine syndrome)这个概念,指的是髋关节的骨关节炎引起脊柱矢状位失平衡,造成患者摇摆步态,并进一步引起腰痛症状,其主要描述髋关节病理改变对脊柱矢状位排列的影响。近年来关于髋-腰综合征生物力学机制研究较多,腰腿痛是临床最常见的主诉之一。

文献报道,80%的人在其一生中发生过腰腿痛。腰痛伴下肢麻痛是腰椎间盘突出症和腰椎管狭窄症的典型症状表现,而髋骨关节炎同样可出现髋部及下肢疼痛。由于二病的症状表现互相重叠掩盖,如果询问病史不详细、临床检查不细致加之对腰椎疾病的临床症状思维定势,很可能遗漏髋部病变的诊断,导致不合适的医疗干预。

研究发现,对比髋关节骨性关节炎患者全髋关节置换前后的功能评分,发现很大一部分患者置换后下腰痛的症状得到一定缓解,提示下肢力线的改变对于腰痛症状具有明显的影响。复杂的解剖结构给临床医生的诊疗带来很大的挑战,本文就髋-腰综合征的生物力学机制予以分析。

从整体上看,人体分为头、躯干、骨盆及下肢,将它们看做一个整体,人体在站立时需要通过调整各个脊柱节段、髋、膝等关节配合肌肉、韧带等软组织使躯体以最小的能量消耗保持着一个力学平衡的状态,当局部发生变化时,则需要通过调整其他节段改变其力线并重新建立平衡状态,其基本的原理是通过使相邻活动单元的过伸(过屈)来抵消整体的前倾(后倾)。

脊柱-骨盆矢状面平衡的代偿机制比较复杂,以典型的腰椎退变,腰椎前凸丢失,躯干前倾为例,具体的代偿机制(见图1)包括:

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①脊柱方面:降低胸椎后凸,因为腰椎前凸的丢失会使躯干前倾,而胸后凸的减小则能使躯干后仰,从而起到代偿作用;相邻活动单位的过伸,即通过近端的腰椎或胸腰椎的过伸来代偿。②骨盆方面:通过第5腰椎与骶骨的作用,使骨盆后倾,从而达到代偿。③下肢方面:通过伸髋、屈膝及踝背伸来代偿,这在严重脊柱退变时出现。

同理,因下肢退变引起的屈膝屈髋也可通过骨盆后旋、降低腰椎前凸,过伸胸腰椎以及降低胸椎后凸来取得代偿。

有学者将骶骨以上看作是起重机的长臂杠杆(见图2),转轴在骶骨终板处,腰背部肌肉是将起落杆拉起的动力装置。

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正常人在站立位时,相当于杠杆完全升起,及腰背部肌肉处于放松或相对放松状态,随着腰椎退变的发展,躯干逐渐前倾,相当于杠杆慢慢放下,即杠杆与铅垂线的角度逐渐增大。从几何力学可知,随着躯干的前倾,即杠杆与铅垂线的角度增大,升起杠杆所需的力量将增加,即腰背肌肉做功愈多,长此以往易导致腰肌劳损,并引起腰痛。同时由于腰背肌力增加,椎体与椎体之间所受的压力也相应的增加,因此加速了椎体的退变,尤其是腰椎的退变。

从局部来看,腰椎的曲率不同,腰椎所受合力的部位将会不同(见图3):

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当曲率增大时,其受力部位将在椎体的后方(如椎小关节),相反,当腰椎曲率减小时,椎体的受力部位主要在椎体的前方(即椎体与椎间盘)。

同时腰椎曲率的不同导致椎体的斜率不同,进而引起合力的分配不同(见图4):

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曲率大的椎体,其合力主要分配在平行椎板的剪切力和椎小关节的压力,而曲率小的合 力主要分布在椎间盘。因此,曲率大的腰椎的个体,患椎小关节炎和腰椎滑脱的风险将越大,相反,曲率越小的腰椎的个体,其罹患腰椎间盘突出症的风险越大。

综合整体与局部,二者既是人体平衡的代偿机制,也是是髋腰综合征的发生发展过程,在代偿的过程中无疑加重了邻近单位的负荷,从而加速其退变,最终引起继发性病理改变。

上述腰椎前凸角丢失后发生代偿,逐步的代偿方式可使得:

①骨盆后倾加重,髋关节过伸,正常的骨盆下肢力线改变,股骨头和髋臼接触面积明显减少。有研究发现,头臼覆盖率降低导致髋关节负重面减少,其表面的各种应力过于集中,单位面积内的压强增高造成关节面创伤。该创伤积少成多,逐渐加剧,在不断磨损与增生的过程中,加速了关节炎及股骨头坏死的发生。②胸椎后凸减小,躯干总体前倾,随着躯干的前倾,腰背肌肉做功愈多,引起腰痛且加速了椎体的退变,尤其是腰椎的退变。

而髋骨性关节炎引起的屈髋屈膝,改变了正常的下肢力线,为恢复矢状位的平衡,其代偿过程为:

①骨盆后倾加重。②通过骶骨与第5腰椎的作用使腰椎前凸减小。

其代偿的过程中由于力学改变,容易加速髋关节炎的进展,且引起腰椎的退变。

自从Offierski提出髋-腰综合征这一概念以后,关于髋-腰综合征的研究不断进行,目前对于生物力学机制已有初步研究,并逐步明确其相应的发病机制。但是对于髋-腰综合征的诊断和治疗的研究并不多见,规范的诊断和治疗流程也未明确。

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