A prospective radiographic study of 160 volunteers without symptoms of spinal disease was conducted.The objective of this study was to describe, quantify, and classify common variations in the sagittal alignment of the spine, sacrum, and pelvis.Previous publications have documented the high degree of variability in the sagittal alignment of the spine. Other studies have suggested that specific changes in alignment and the characteristics of the lumbar lordosis are responsible for degenerative changes and symptomatic back pain.In the course of this study, anteroposterior and lateral radiographs of 160 volunteers in a standardized standing position were taken. A custom computer application was used to analyze the alignment of the spine and pelvis on the lateral radiographs. A four-part classification scheme of sagittal morphology was used to classify each patient.Reciprocal relationships between the orientation of the sacrum, the sacral slope, the pelvic incidence, and the characteristics of the lumbar lordosis were evident. The global lordotic curvature, lordosis tilt angle, position of the apex, and number or lordotic vertebrae were determined by the angle of the superior endplate of S1 with respect to the horizontal axis.Understanding the patterns of variation in sagittal alignment may help to discover the association between spinal balance and the development of degenerative changes in the spine.

A prospective analysis of the sagittal profile of 100 healthy young adult volunteers was carried out in order to evaluate the relationship between the shape of the pelvis and lumbar lordosis and to create a databank of the morphologic and positional parameters of the pelvis and spine in a normal healthy population. Inclusion criteria were as follows: no previous spinal surgery, no low back pain, no lower limb length inequality, no scoliotic deviation. For each subject, a 30×90-cm sagittal radiograph including spine, pelvis and proximal femurs in standing position on a force plate was performed. The global axis of gravity was determined with the force plate. Each radiograph was digitized using dedicated software. The spinal parameters registered were values for thoracic kyphosis and lumbar lordosis. The pelvic angles measured were: pelvic incidence, sacral slope and pelvic tilt. The global axis of gravity was on average 9 mm anterior of the center of the femoral heads. The anatomic parameter of pelvic incidence angle varied from 33° to 85° (mean: 51.7°, SD: 11°). The average lumbar lordosis was 46.5°. The average thoracic kyphosis was 47°. We found a statistical correlation between incidence angle and lumbar lordosis (r=0.69, P<0.001) and between sacral slope angle and lumbar lordosis (r=0.75, P<0.001). Spine and pelvis balance around the hip axis in order to position the gravity line over the femoral heads. We propose a scheme of sagittal balance of the standing human body.

Objective: The purpose of this study is to introduce a method to analyze and characterize the global sagittal balance of the human trunk using indexes derived from the shape and orientation of the pelvis and cervical, thoracic, and lumbar spine. Methods: Standing lateral x-rays of a cohort of 160 asymptomatic young adult volunteers were obtained. On each radiograph, a simplified model of the spine and pelvis was created using a dedicated computer software, and the following shape and orientation variables were calculated at each anatomic level: pelvic incidence, pelvic tilt, sacral slope, cervical curvature and tilt, thoracic curvature and tilt, and lumbar curvature and tilt. Results: Significant linear correlations were found between each single adjacent shape parameter as well as between each single adjacent orientation parameter at all anatomic levels. Significant correlations were also found between some shape and orientation parameters at the same anatomic level as well as between adjacent anatomic areas. In general, the linear correlations were stronger between shape and orientation variables at the pelvic, lumbar, and cervical areas and weaker at the thoracic level and between the thoracic and lumbar areas. Conclusions: These results confirm that the pelvis and spine in the sagittal plane can be considered as a linear chain linking the head to the pelvis where the shape and orientation of each anatomic segment are closely related and influence the adjacent segment to maintain a stable posture with a minimum of energy expenditure. Changes in shape or orientation at one level will have a direct influence on the adjacent segment. Knowledge of these normal relationships is of prime importance for the comprehension of sagittal balance in normal and pathologic conditions of the spine and pelvis.

In Brief Study Design. Prospective study of the sagittal plane alignment of the spine and pelvis in the normal pediatric population. Objectives. To document the sagittal alignment of the spine and pelvis and its change during growth in the normal pediatric population. Summary of Background Data. Pelvic morphology as well as sagittal alignment of the spine and pelvis in the pediatric population are poorly defined in the literature. Methods. Five parameters were evaluated on lateral standing radiographs of 180 normal study participants 4 to 18 years of age: thoracic kyphosis, lumbar lordosis, sacral slope, pelvic tilt, and pelvic incidence. Statistical analysis was performed using two-tailed Student t tests and Pearson’s coefficients (level of significance = 0.01). Results. The mean thoracic kyphosis, lumbar lordosis, sacral slope, pelvic tilt, and pelvic incidence values were 43.0°, 48.5°, 41.2°, 7.2° and 48.4°, respectively. There was no significant difference between males and females. Thoracic kyphosis, lumbar lordosis, pelvic tilt, and pelvic incidence were found to be weakly correlated with age, while sacral slope remained stable with growth. Conclusions. Pelvic morphology, as measured by the pelvic incidence angle, tends to increase during childhood and adolescence before stabilizing into adulthood, most likely to maintain an adequate sagittal balance in view of the physiologic and morphologic changes occurring during growth. Pelvic tilt and lumbar lordosis, two position-dependent parameters, also react by increasing with age, most likely to avoid inadequate anterior displacement of the body center of gravity. Sacral slope is achieved with the standing posture and is not further significantly influenced by age. These results are important to establish baseline values for these measurementsin the pediatric population, in view of the reported association between pelvic morphology and the development of various spinal disorders such as spondylolisthesis and scoliosis. This study documents the sagittal alignment of the spine and pelvis in normal pediatric subjects. The pelvic incidence, pelvic tilt, thoracic kyphosis, and lumbar lordosis tend to increase during growth to maintain an adequate sagittal balance. Conversely, the sacral slope is not influenced by age.

In Brief Study Design. A retrospective study of the sagittal alignment in developmental spondylolisthesis. Objectives. To investigate the role of pelvic anatomy and its effect on the global balance of the trunk in developmental spondylolisthesis. Summary of Background Data. Pelvic incidence (PI) is a fundamental anatomic parameter that is specific and constant for each individual, and independent of the three-dimensional orientation of the pelvis. Recent studies have suggested an association between a high PI and patients with isthmic spondylolisthesis. Methods. The lateral standing radiographs of the spine and pelvis of 214 subjects with developmental L5–S1 spondylolisthesis were analyzed with a dedicated software allowing the calculation of the following parameters: pelvic incidence (PI), sacral slope (SS), pelvic tilt (PT), lumbar lordosis (LL), thoracic kyphosis (TK), and grade of spondylolisthesis. All measurements were done by the same individual and compared to those of a cohort of 160 normal subjects. Student’s tests were used to compare the parameters between the curve types and Pearson’s correlation coefficients were used to investigate the association between all parameters (α = 0.01). Results. PI, SS, PT, and LL are significantly greater (P < 0.01) in subjects with spondylolisthesis, while TK is significantly decreased. PI has a direct linear correlation (0.41–0.65) with SS, PT, and LL. Furthermore, the differences between the two populations increase in a direct linear fashion as the severity of the spondylolisthesis increases. Conclusions. Since PI is a constant anatomic pelvic variable specific to each individual and strongly determines SS, PT, and LL, which are position-dependent variables, this study suggests that pelvic anatomy has a direct influence on the development of a spondylolisthesis. Study participants with an increased pelvic incidence appear to be at higher risk of presenting a spondylolisthesis, and an increased PI may be an important factor predisposing to progression in developmental spondylolisthesis. This study investigates the relation between pelvic parameters and sagittal spine balance in a cohort of adolescents and young adults with developmental spondylolisthesis, as compared with a cohort of normal subjects. Pelvic incidence, sacral slope, pelvic tilt, and lumbar lordosis are significantly greater (P < 0.01) in subjects with spondylolisthesis, while thoracic kyphosis is significantly decreased, suggesting that pelvic anatomy has a direct influence on the development of a spondylolisthesis.

The sagittal spinopelvic balance is poorly documented in normal pediatric subjects. The purpose of this study is to characterize the sagittal spinopelvic balance in the pediatric population and to evaluate the correlations between spinopelvic parameters. Seven parameters were evaluated from the lateral standing radiographs of 341 normal subjects aged 3–18 years old: thoracic kyphosis (TK), thoracic tilt (TT), lumbar lordosis (LL), lumbar tilt (LT), sacral slope (SS), pelvic tilt (PT) and pelvic incidence (PI). The mean values for the pelvic parameters were 49.1±11.0, 7.7±8.0 and 41.4±8.2° for PI, PT and SS, respectively. The mean values for the spinal parameters were 48.0±11.7, 44.0±10.9, −7.3±5.2 and −3.1±5.2° for LL, TK, LT and TT, respectively. The spinopelvic parameters were different from those reported in normal adults, but the correlations between the parameters were similar. PI was significantly related to SS and PT. Significant correlations were found between the parameters of adjacent anatomical regions. Pelvic morphology (PI) regulates sagittal sacro-pelvic orientation (SS and PT). Sacral orientation (SS) is correlated with the shape (LL) and orientation (LT) of the lumbar spine. Adjacent anatomical regions of the spine and pelvis are interdependent, and their relationships result in a stable and compensated posture, presumably to minimize energy expenditure. Results from this study could be used as an aid for the planning of surgery in pediatric patients with spinal deformity in order to restore a relatively normal sagittal spinopelvic balance.