成人脊柱畸形矢状面错位的多模态生物力学分析 (ASD)

充分理解平衡原理对于在治疗脊柱疾病时取得最佳效果至关重要。 神经运动系统和肌肉募集的复杂相互作用对于符合人体工程学的平衡和人体的有意位移是必要的。 脊柱对齐​​必须允许个人以最小的肌肉能量消耗无痛地站立。 这一概念反映在让·杜布塞的“经济锥”原则中。 脊柱畸形中的矢状面错位挑战了用于维持直立姿势的平衡机制。 目前最先进的脊柱畸形诊断检查主要是在脊柱侧凸研究协会 (SRS) 自由站立位置进行静态二维放射学评估，并分析 Duval-Beaupmet 等人描述的脊柱骨盆参数。

到目前为止，通过从 C7 椎体中心垂下一条垂直铅垂线并量化骶骨板与该垂直线的距离（矢状垂直轴或 SVA）来评估矢状平衡。 其他人测量 T1 脊柱骨盆倾斜角 (T1-SPI)。 与年龄和性别相关的正常受试者相比，SVA、T1-SPI 和骨盆倾斜与自我报告的残疾和健康相关的生活质量评分 (HRQL) 相关。

文献表明平衡能力受损的多因素病因包括神经或前庭疾病、竖脊肌肌肉萎缩、年龄增长、腰痛和脊柱手术史。 脊柱畸形矫正术后并发症的发生，如矢状面错位矫正不足、胸椎后凸术后相互改变、近端交界处后凸畸形和器械故障，可能是由于目前最先进的诊断检查不充分所致。

研究人员并不完全了解矢状面错位患者在站立和行走时的视觉滚动和神经肌肉单位（躯干、骨盆、下肢）募集的确切策略。 在静态情况下确定了矢状面平衡障碍的几种补偿机制。 建议将腰椎间盘过度伸展、腰椎后移、胸椎后凸减少和骨盆后倾等脊柱内机制以及膝关节和踝关节伸展等脊柱外机制作为代偿机制。 在文献中，膝关节畸形的发生与腰椎前凸缺乏之间存在很强的相关性。 要了解这些机制，需要对脊柱畸形个体进行动态评估。 目前，在脊柱畸形患者的临床平衡测试和仪器运动分析领域进行的研究很少。 在临床平衡测试方面，富勒顿高级平衡量表（FAB 量表）是一种可靠的工具，可以预测高功能老年人是否会跌倒。 FAB 量表是帕金森病可靠且有效的工具，天花板效应最小，并且在检测小的平衡障碍方面显示出可喜的结果。这些平衡测试在脊柱畸形伴矢状面失衡的患者中的应用迄今尚未在文献中得到验证。 最后但同样重要的是，使用仪器化运动分析来检查脊柱畸形受试者的步态是非常规的。 据报道，与年龄匹配的对照组相比，具有固定矢状平衡的受试者步行速度明显较慢，耐力得分较差。 还观察到在行走过程中骨盆倾斜度使用不当。 与年龄和性别相关的正常受试者相比，躯干前倾的受试者在行走时下肢运动学和动力学异常。 当畸形超过主要补偿机制时，会使用其他机制（例如蹲伏步态）将躯干重新定向到更垂直的位置。

目前在 UZ Leuven 的运动分析中使用的躯干模型是由 Heyrman 等人在 Leardini 等人的工作之后开发的。 Armand 等人还认为胸部不是一个刚性部分，并提出了在胸部上使用最佳标记放置集进行临床步态分析。 然而，他们没有在头上做标记。 Heyrman 等人在他们对脑瘫儿童 (CP) 的研究中表明，步态期间躯干运动改变的增加与坐姿时躯干控制测量量表 (TCMS) 的表现较差有关，表明存在潜在的躯干控制缺陷。 因此，这些作者能够显示 TCMS 等临床姿势测试与步态期间的躯干和下肢参数之间的相关性。 然而，他们无法发现 CP 人群步态期间总体改变的躯干运动与改变的下肢运动之间存在显着相关性，并得出结论，在步态期间观察到的胸部运动很可能是下肢缺陷的代偿运动和潜在的下肢运动的结果躯干控制缺陷。 目前的想法是，在具有矢状面错位的成年脊柱畸形人群中，在站立和步态期间观察到的下肢运动改变是对躯干前倾的代偿。 未来研究的挑战是进一步阐明躯干和下肢运动之间的关系，并将其分组为功能性运动模式。 此外，关于躯干和下肢动力学和肌肉活动（使用动态肌电图 (EMG)）的更多信息将极大地有助于理解这种功能关系，并将提供对躯干与下肢补偿机制的更深入见解反之亦然。