BMC Surg:强直性脊柱炎患者两节段椎弓根复位截骨术后腹中矢状面表面变化的新数学模型

强直性脊柱炎(ankyloss spondylitis, AS)是一种慢性全身性风湿病，主要累及骶髂关节和中轴骨骼，晚期可导致严重的胸腰椎后凸。脊柱矫正截骨术可有效恢复矢状面平衡，减少腹胸压力。椎弓根减截骨术(PSO)被认为是矫正AS后凸畸形的有效方法。许多研究者报道了PSO技术用于固定矢状面畸形的积极临床和放射学结果以及患者的高满意度。据报道，PSO治疗晚期AS矢状畸形后，除了骨骼变化外，手术治疗后凸后的全身变化，包括消化功能、腹部皮肤、主动脉长度和主动脉位置变化，也会影响患者的生活质量。Liu证实重度AS后凸患者经PSO后腹正中矢状面(a-AMSP)面积发生显著变化。Ji对29例术后AS后凸患者进行了回顾性研究。腹腔平均纵径大幅增加8.9 cm，腹腔平均容积增加652 mL。

然而，据我们所知，目前还没有关于预计算a-AMSP面积变化的研究。因此，本研究的目的是建立一个数学模型，预先计算刚性后凸畸形AS患者的腹部正中矢状面(ac-AMSP)面积变化。

方法:对11例成人AS患者的前瞻性资料进行单中心回顾性分析。进行腹正中矢状面(a-AMSP)面积测定。术前胸腰椎计算机断层测量截骨尖头、T12前上缘、剑突、耻骨上缘、骶骨前上角之间的距离和角度。根据腹部参数，利用基本三角函数建立数学模型。将计划截骨椎体角(POVAS)代入数学模型，得到预测ac-AMSP (P-AC)。采用配对样本t检验确定P-AC与实际ac-AMSP (A- ac)、预测面积变化率(P-CR)与实际面积变化率(A- cr)之间的差异。

42岁男性强直性脊柱炎伴刚性后凸畸形(RKD)，计划行二节段椎弓根减截骨术(PSO)。术前全脊柱三维计算机断层扫描显示AS导致脊柱僵硬和腹部压迫。X为剑突点，P为耻骨上缘点，S为骶骨前上角点，T为T12前上缘点，Ai、As分别为PSO下尖点和PSO上尖点。腹正中矢状面面积(a-AMSP)可通过测量术前X、P、S、Ai、As、t组成的六边形面积获得。在RKD加椎弓根减截合楔形截骨的情况下，术前、术后三角形XAsT和PSAi面积变化不大。同时，假定术前术后XT、XAs、TAs、AiAs、PAi、PS、SAi的长度不变。因此，腹正中矢状面面积变化(ac-AMSP)大致相当于术前和术后X、P、Ai、As组成的四边形面积变化。为简化计算，将PAi、AiAs、XAs、XP的长度分别定义为a、b、C、d。术前P、Ai、As、X点分别标记为A、B、C、D。直线a与直线b的夹角和直线b与直线c的夹角分别称为β (β)和γ (γ)。D分别在手术截骨点B和C处进行两次截骨后，β和γ的角度分别增大到β′(β + α1)和γ′(γ + α2)。α1、α2分别为截骨后的平面下、上椎体角。术后P点、Ai点、As点、X点分别称为A′、B′、C′、D′。E θ '是A ' c '和B ' d '之间的夹角。F术后全脊柱三维计算机断层扫描显示，在第一腰椎和第三腰椎行两节段椎弓根减影闭合楔形截骨术，下(α1)和上(α2)截骨椎体角度分别为50°和45°。a、b、c的数据保持不变，但d的数值增加很明显。ac-AMSP大致相当于术前和术后X、P、Ai和As组成的四边形面积变化

患者术前、术后参数

计划/预测与实际OVA、AMSPAC、CR之间的参数

结果:患者平均年龄为44.4±8.99岁，GK为102.9°±19.17°。经数学建模，A-CR与p - cr无显著差异(p > 0.05)。POVA与实际截骨椎角(AOVA)比较，差异无统计学意义(p > 0.05)。术前和术后测量的LL、SVA和GK变量差异有统计学意义(p < 0.001)。

结论:该数学模型能较好地预测两级PSO患者的AC-AMSP。

原文出处：

Yin W,  Zheng G,  Zhang W,A new mathematical model for evaluating surface changes in the mid-abdominal sagittal plane after two-level pedicle reduction osteotomy in patients with ankylosing spondylitis.BMC Surg 2024 Jan 28;24(1)