關節突關節傾斜度與退行性腰椎滑脫的相關性研究

許伏龍，朱青安，王吉星，胡靜，楊德鴻*

(1.南方醫科大學南方醫院，廣東 廣州 510515；2.南方醫科大學流行病學系，廣東 廣州 510515)

臨床研究

關節突關節傾斜度與退行性腰椎滑脫的相關性研究

許伏龍1，朱青安1，王吉星1，胡靜2，楊德鴻1*

(1.南方醫科大學南方醫院，廣東 廣州 510515；2.南方醫科大學流行病學系，廣東 廣州 510515)

目的 通過研究鄰近節段腰椎小關節方向探討關節突關節傾斜度與退行性腰椎滑脫(lumbar degenerative spondylolisthesis，LDS)之間的因果關系。方法 將2013年至2015年南方醫院住院的120例L4～5退行性腰椎滑脫患者納入LDS組，再選取120例L4～5峽部裂性腰椎滑脫患者納入峽部裂腰椎滑脫(lumbar isthemic spondylolisthesisat，LIS)組，對照組(lumbar spondylolisthesis-free，LS-free組)由在南方醫院進行體檢的120例無脊柱疾病的人組成。基于CT圖像分析腰椎關節突關節的方向。在L2～3、L3～4、L4～5和L5S1的節段，測量水平面腰椎關節突關節角度，并記錄年齡、身高、性別、體重等基本信息。結果 峽部裂性腰椎滑脫(LIS組)各節段關節突關節角與對照組(LS-free組)差異無統計學意義(P>0.05)，退行性腰椎滑脫(LDS組)各節段關節突關節角與對照組(LS-free組)差異有統計學意義(P<0.01)。不同程度退行性腰椎滑脫的非滑脫節段關節突關節角度之間差異無統計學意義(P>0.05)。L3～4與L4～5關節突關節角度線性相關(R=0.575)。結論 滑脫對鄰近節段關節突關節角度無影響，鄰近節段關節突關節角度呈線性相關。退行性腰椎滑脫關節突關節角度均小于正常人，且該小于正常人群的關節突關節角度在滑脫前已經存在，為滑脫危險因素?；摴澏侮P節突關節存在滑脫后形變。

退行性腰椎滑脫；關節突關節；腰椎

退行性腰椎滑脫(lumbar degenerative spondylolisthesis，LDS)是發生在老年患者中的常見疾病。椎體滑脫可能導致脊柱不穩定、椎間孔和椎管狹窄，因此出現下腰痛、坐骨神經痛或間歇性跛行等[1]。LDS主要發生在L4～5節段。婦女的發病率是男性的4倍[2]。生物力學上，關節突關節承受主剪切力，在維持腰椎的水平穩定性中起重要作用[3]。許多因素會導致退行性腰椎滑脫的發生。如懷孕[4]、廣泛性關節松弛[5-6]和卵巢切除術[7]等都被確定為LDS的誘因。在解剖學上的關節突關節[7-10]水平方向傾斜角的改變被證明與LDS密切相關。

關節突關節結構異常是眾多危險因素中最可能的誘發因素，因為退行性腰椎滑脫患者的小關節水平面傾斜角更小[9-10]。然而，退行性腰椎滑脫與眾多誘因之間的因果關系仍然不清楚。在這項研究中，我們測量了滑脫節段以及鄰近節段關節突關節的角度，并分析退行性腰椎滑脫患者年齡、性別和身高。通過研究相鄰節段關節突關節角度之間的相關性，我們試圖探究腰椎關節突關節傾斜角與退行性腰椎滑脫的因果關系。

1 資料與方法

1.1 患者和對照人群 本研究納入了120例LDS患者(25例男性和95例女性)。采用類似Meyerding分級系統的六度分級法，患者的腰椎滑脫分為Ⅰ度(48例)、Ⅱ度(57例)、Ⅲ度(15例)。選取性別、年齡和身高與LDS患者相匹配的120例L4～5峽部裂性腰椎滑脫病例納入LIS組(28例男性和92例女性)。再從接受體檢的人群中選出120名正常人(24名男性和96名女性)。他們的性別、年齡和身高與LDS患者相匹配(見表1)。排除了具有背部手術、感染、創傷、嚴重骨質疏松、腰椎骨折、先天性畸形、椎關節脫位、腰椎滑脫的患者。

1.2 掃描和測量 選擇CT進行測量，選擇下腰椎上緣測量各節段水平面角度(見圖1)。使用Noren等人[11]描述的方法測量關節突關節傾斜角。簡而言之，外側測量線為穿過下關節突前外側點和上關節突后內側點的連線，中央矢狀線為穿過纖維環后緣中點和椎弓內緣中點的線。測量左/右外側線和中位矢狀線的交叉角度，并取平均值，以此表示關節突關節在水平面上的傾斜角(hFJ角)。當然Gao等[12]的研究中還提出了一種矢狀位的測量方法，但該測量方法選取截面過于隨機，故本研究未選擇。

所有的測量均由一個觀察者重復進行兩次，并且測試復檢時間為1個月。兩次檢查的符合率為94%。

外側測量線為穿過下關節突前外側點和上關節突后內側點的連線，中央矢狀線為穿過纖維環后緣中點和椎弓內緣中點的線。測量左(或右)外側線和中位矢狀線的交叉角度，并取平均值，以此表示關節突關節在水平面上的傾斜角(hFJ角)。

圖1 關節突關節角度測量方法示意

2 結 果

2.1 LDS、LIS患者和對照組(LS-free組)的基本特征(見表1) 包括120例L4～5LDS患者，再選擇性別和年齡嚴格匹配120例L4～5LIS患者。最后在對照組中，選擇性別和年齡嚴格匹配的120個正常人進行對照。LDS組身體質量指數(body mass index，BMI)與對照組相比差異具有統計學意義(P<0.01)，LIS組BMI與對照組相比差異具有統計學意義(P<0.01)。由此可見，LDS和LIS患者的體重和BMI明顯增加，BMI是LDS和LIS的獨立危險因素。

2.2 hFJ角比較 在LDS患者中所有節段的關節突關節的hFJ角均比對照組(LS-free組)小(P<0.01)，在LIS患者中所有節段的關節突關節的hFJ角與對照組(LS-free組)相比差異均無統計學意義(P>0.05，見表2)。測量所有LDS、LIS患者和對照組各腰椎節段關節突關節的水平面角度。進行比較后，我們發現在LDS患者中所有節段的關節突關節的hFJ角更小(P<0.01)。它表明腰椎滑脫患者關節突關節角度小于正常人群關節突關節的角度。而在LIS患者中所有節段的關節突關節的hFJ角與對照組(LS-free組)相比差異均無統計學意義(P>0.05)。它表明滑脫對于鄰近節段關節突關節角度無影響。

2.3 滑脫節段減小的hFJ角與滑脫程度一致，非滑脫節段較小的hFJ角與滑脫程度無關(見表3) 我們分析了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ度退行性腰椎滑脫患者不同節段的hFJ角，以觀察關節突關節角和滑脫程度之間的關系。在L2～3、L3～4和L5S1，不同滑脫程度的hFJ角都沒有顯示出統計學差異(P>0.05)。這進一步表明了一個節段的腰椎滑脫并不改變相鄰節段的關節突關節傾斜角。同時，hFJ角在Ⅰ度滑脫患者中與在Ⅱ度和Ⅲ度滑脫的患者中有顯著不同(P<0.05)。這表明滑脫節段關節突關節存在滑脫后形變，雖然Ⅱ度和Ⅲ度之間差異無統計學意義，但關節突關節矢狀化的趨勢還是比較明顯的，結果可能與Ⅲ度滑脫的數量較少有關。LDS組患者L2～3、L3～4和L5S1，不同滑脫程度的hFJ角都沒有顯示出統計學差異(P>0.05)。L4～5的hFJ角在Ⅰ度滑脫患者中與在Ⅱ、Ⅲ度滑脫的患者中差異有統計學意義(P<0.05)，但Ⅱ度與Ⅲ度滑脫的患者之間差異無統計學意義(P>0.05)。

表1 LDS、LIS患者和對照組的基本特征比較

表2 LDS、LIS患者和對照組的各節段hFJ角比較(°)

表3 不同滑脫等級的LDS患者的各節段hFJ角比較(°)

2.4 L3～4與L4～5關節突關節角度線性相關(R=0.575) 對照組(LS-free組)人群中L2～3、L3～4、L4～5和L5S1的關節突關節角度存在一定程度線性相關性，于是我們可以任意選取一組研究。L3～4和L4～5節段的hFJ角存在線性相關(見圖2)。因此綜合我們之前的結論(滑脫對鄰近節段hFJ角無影響和L3～4與L4～5hFJ角線性相關)我們可以推測出滑脫節段未滑脫時的hFJ角。

圖2 對照組L3～4與L4～5的hFJ角線性相關分析

3 討 論

LDS是影響50歲以上患者的常見疾病。病理學研究已經進行了幾十年，但滑脫的原因尚未知曉。在這項研究中，我們比較LDS、LIS患者與正常對照組的滑脫和非滑脫節段的關節突關節傾斜角。我們不僅關注滑脫節段的異常，而且聚焦相鄰節段的異常。

有研究認為關節突關節的錯位與腰椎滑脫密切相關[13]。關節突關節的生物力學作用包括33%的動態壓縮負荷和35%的靜態負荷[14-15]。因此關節突關節功能受到破壞可能導致椎體的移位?；贚DS患者的影像學研究，更小的關節突關節的水平面角度[16-17]與LDS的發生顯著相關。更有研究顯示關節突關節水平面傾斜角存在臨界值，單側或者雙側hFJ角為32°或更小會增加腰椎滑脫風險[18]。另一方面，在分析退行性腰椎滑脫患者關節突關節方向時，發現老年人hFJ角更小[19]。然而，關節突關節異常結構與退行性腰椎滑脫因果關系是未知的，有研究試圖通過探討腰椎關節突關節不對稱或關節突關節退化來研究其因果關系，但只給出了一個不確切的結論[20]。

針對這一情況我們進行了回顧性病例對照研究，以解決關節突關節異常結構在退行性腰椎滑脫中發揮的作用。在滑脫的L4～5節段，減少的hFJ角度被發現與退行性腰椎滑脫密切相關。在以往的研究中，關節突關節的異常結構是否產生于腰椎滑脫前、腰椎關節突關節的異常結構是先天產生還是一種退行性變尚未可知。為了解決這種研究的不足，我們試圖找到一個參考可以幫助我們了解滑脫前L4～5關節突關節的情況。在我們的研究中，正常對照組各節段的關節突關節的角度恰恰提供了這樣一個很好的參考。在正常對照組中各節段關節突關節傾斜角有一定線性相關。因此我們可以把鄰近節段的關節突關節傾斜角作為參考。

在我們的研究中，最初的啟發性發現是，雖然LDS患者所有的腰椎節段明顯更傾向于矢狀面。但在L2～3、L3～4和L5S1節段不同滑脫程度間hFJ角沒差異有統計學意義。僅在L4～5、Ⅰ度滑脫與Ⅱ度滑脫、Ⅲ度滑脫具有明顯不同的hFJ角。這表明，滑脫加重后并未影響其相鄰節段小關節角度。隨后我們想到使用峽部裂滑脫來證實滑脫節段并不影響其相鄰節段小關節角度的方法，并進一步產生了通過鄰近節段關節突關節角度的相關性探究滑脫前滑脫節段關節突關節角度的想法。

目前主要有兩種關節突關節和腰椎滑脫關系的解釋：a)L4～5椎間小關節的角度異常可能與年齡或關節松弛有關，并進一步促進了L4滑脫[21]；b)L4～5節段腰椎關節突關節角度的改變可能是滑脫后的滑脫節段對該關節造成的影響[22]。而我們的研究結果表明腰椎滑脫患者滑脫前關節突關節的角度就已經和正常人有異了，同時滑脫節段小關節確實存在滑脫后改變。

由此我們可以得出，腰椎hFJ角較小的人在未來發生腰椎滑脫的概率更大，因此我們可以提前采取一些策略，如減肥就可能是一個預防腰椎滑脫的有效手段，或者采取一些更為激進的手段如小關節融合等來預防滑脫。使用鄰近節段關節突關節角度探討原始狀態下滑脫節段關節突關節角度是一個新奇的方法，但該方法無法直接給予我們所需的結論，仍需進行長時間隊列研究以證實我們的結論，這也是我們下一步的研究方向。

總之，一個健康人的腰椎各節段關節突關節角是具有一定線性相關性的，于是我們使用L3～4節段關節突關節角度推斷L4～5節段未退變狀態的關節突關節角度。由此可見較小的關節突關節角確實是退行性腰椎滑脫的危險因素之一。

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The Relationship of Aberrant Facet Joint Orientations and Lumbar Degenerative Spondylolisthesis

Xu Fulong，Zhu Qingan，Wang Jixing，et al

(Nanfang Hospital，Southern Medical University，Guangzhou 510515，China)

Objective To explore the cause-effect relationship between facet joint orientations and lumbar degenerative spondylolisthesis.Methods 120 patients with Lumbar Degenerative Spondylolisthesis at L4～5who were hospitalized in Nanfang Hospital from 2013 to 2015 were included in this study.120 patients with Isthemic Spondylolisthesis at L4～5who were hospitalized in Nanfang Hospital from 2013 to 2015 were included in this study.The control group was consisted of 120 spinal disease-free people who came for annual physical examination in Nanfang hospital.The orientations of the lumbar facet joints were analyzed based on CT tomography images.At the segments of L2～3，L3～4，L4～5and L5S1，facet joint angulations were measured and the correlation of angulation at L3～4，L4～5were analyzed.Results There was no significant difference between Lumbar Isthemic Spondylolisthesis (LIS group) and the control group (LS-free group)in facet joints (P>0.05).There was significant difference between lumbardegenerative spondylolisthesis (LDS group) and the control group (LS-free group)in facet joints (P<0.01).There was no significant difference between different degree degenerative lumbar spondylolisthesis in facet joint angle at L2～3，L3～4and L5S1.L3～4and L4～5(P>0.05).There was a linear correlation between L3～4and L4～5facet joint angle(R=0.575).Conclusion Spondylolisthesis had no effect on the facet joint angle at adjacent segment，and the angle of facet joint at different segments was linearly correlated.The angle of facet joint at different segments in LDS groupwere less than LS-free group，and the joint structure other than bony elements seemed to be the early pathological change of facet joints.The bony structure change of facet joints that based on bone remolding adapted to mechanical burden was secondary to ongoing slippage.

degenerative spondylolisthesis；facet joints；lumbar spine

1008-5572(2017)08-0707-05

R618.5+7

B

2017-01-14

許伏龍(1988- )，男，研究生在讀，南方醫科大學南方醫院，510515。

*本文通訊作者：楊德鴻

許伏龍，朱青安，王吉星，等.關節突關節傾斜度與退行性腰椎滑脫的相關性研究[J].實用骨科雜志，2017，23(8)：707-710；732.