腰椎退變影像學評估分級與體質量指數的相關性研究

趙奔前 王冠華 王蕭楓 葉小雨 許兵 徐盛杰

慢性腰痛（CLBP）被認為是一個多因素來源的軀體疼痛，腰椎間盤退變（LDD）和腰椎關節突關節骨性關節炎（LFJOA）等腰椎退變性疾病被認為是慢性腰痛的常見原因［1-2］。流行病學研究已經確定幾個潛在的影像學診斷腰椎關節突骨性關節炎的危險因素，包括年齡大、肥胖等［3］；體質量指數（BMI）作為衡量肥胖的指標，其對腰椎關節突關節退變的影響國內外已有報道，因關節突關節與椎間盤共同構成三關節復合體，組成脊柱運動節段，椎間盤與腰椎關節突關節退變相關性的研究較少，本文探討BMI改變與腰椎退變的相關性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集本院2017年1月至2018年4月因腰痛行腰椎MRI和CT檢查的患者460例。其中男212例，平均年齡（58.92±15.47）歲；女248例，平均年齡（59.05±12.89）歲。納入標準：（1）年齡＞18歲。（2）久坐職業者。（3）腰痛＞3個月。（4）行腰椎CT和MRI檢查。排除標準：既往腰椎手術史、腰椎骨折、脊柱腫瘤、感染和畸形、明顯腰椎間盤突出、腰椎管狹窄、滑脫等疾病。剔除標準：（1）不符合納入標準，或符合排除標準者。（2）病歷資料記錄不完整者。對每位患者 L3～4、L4～5、L5～S1節段的椎間盤和小關節退變進行評估分級，按體質量指數分組，其中肥胖組（BMI≥28）57例，超重組（BMI24～27.9）155例，正常組（BMI＜24.0）248例，各BMI組間年齡、性別分布差異無統計學意義（P＞0.05）。

1.2 方法 （1）椎間盤影像學評估：根據Pfirrmann［4］腰椎間盤退變MRI 分級標準（見表1）對椎間盤進行評估分級；并將Ⅰ、Ⅱ級計為無退變，Ⅲ～Ⅴ級計為退變（其中Ⅲ級為輕度退變，Ⅳ、V級為嚴重退變）。（2）關節突關節影像學評估：根據Weishuapt［5］腰椎關節突關節骨性關節炎分級標準（見表2）對腰椎關節突關節進行評估分級；并將0、1級計為無骨關節炎，2、3級計為骨性關節炎。（見圖1、2、3）所有影像學評估均由1名骨科醫師和1名放射科醫師在PACS系統上單獨完成，且每個患者的椎間盤評估與小關節評估分開進行。小關節的分級選擇嚴重的一側作為最終結果。而當2名評估者的結果不一致時，交由另一個骨科醫師再次分級，對比前面分級并討論出一致結果。

1.3 觀察指標 BMI與LFJOA、嚴重LDD的相關性，LFJOA和嚴重LDD的相關性。

表1 Pfirrmann腰椎間盤退變MRI 分級標準

表2 weishuapt腰椎關節突關節骨性關節炎CT分級標準

圖1 正常組L4～5關節突關節骨性關節炎分級左右均為1級（A、B），L4～5椎間盤退變分級Ⅲ級（B、C）

圖2 超重組 L4～5關節突關節骨性關節炎分級左1級右2級（A、B），L4～5椎間盤退變分級Ⅲ級（B、C）

圖3 肥胖組 L4～5關節突關節骨性關節炎分級左1級右3級（A、B），L4～5椎間盤退變分級Ⅲ級（B、C）

1.4 統計學分析 采用SPSS 22.0統計軟件。計量資料以（s）表示；用t檢驗；計數資料以%表示，用χ2檢驗。應用Spearman秩相關判斷嚴重椎間盤退變和腰椎關節突關節骨性關節炎相關性。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 嚴重椎間盤退變和LFJOA相關性分析 見表3。

2.2 各節段LFJOA和嚴重椎間盤退變發病率分析 見表4。

表3 各體質量指數組中腰椎關節突關節骨性關節炎和嚴重椎間盤退變的相關性

表4 各組腰椎節段關節突關節骨性關節炎發病率、嚴重腰椎間盤退變發病率比較［n（%）］

3 討論

臨床中脊柱疾病常用的影像學診斷方法有X射線、CT、MRI。CT和MRI具有較高的組織敏感度，可提供精確的橫斷面解剖細節。2001年Pfirrmann等［4］綜合椎間盤在MRI上的信號強度、椎間盤結構、髓核與纖維環的分界及椎間高度提出椎間盤退變分級方法，并證實其具有較高的可靠性（kappa 0.69～0.90）；1999年Weishaupt［5］等根據小關節的關節間隙、軟骨破壞、軟骨下骨硬化、骨贅增生等分別運用CT和MRI對腰椎小關節退變進行評價，發現CT和MRI相近的中等的可靠性（weighted kappa 0.70），但縱觀國內外近些年的研究，多選擇CT圖像對LFJOA進行分級，CT精確骨細節成像提供在軸向平面的相對關節表面的橫截面圖像而成為觀察LFJOA的首選方法［6］。

LFJOA是一種常見的腰椎退變疾病，影像學可表現為關節突關節骨贅形成、關節間隙狹窄和骨質改變等征象。LFJOA在年齡、應力異常、椎間盤退變、創傷等多種因素作用下引起的關節突關節血液供應破壞或應力改變，進而出現關節軟骨變薄剝落、骨質吸收、軟骨下骨硬化等一系列復雜病理過程［7］。研究證實，高應力是導致關節軟骨退變的重要因素之一。肥胖給脊柱帶來高負荷，自身負荷增加導致關節突關節持續高應力，關節突關節破壞和重構［8］。

BMI作為判斷肥胖的指標，其對腰椎關節突關節退變中的影響已有報道［9-10］。腰椎各個節段所處的解剖位置不一，運動方向和承受的應力不一，以任一節段代替而忽略其解剖差異、力學差異缺乏嚴謹性，本資料顯示 L3～4、L4～5、L5～S1三個節段關節突關節骨性關節炎發病率均隨著體質量指數增加而增加，證明肥胖是腰椎關節突關節退變的危險因素。大部分臨床影像學研究證實椎間盤與腰椎關節突關節退變常伴隨存在［11］，表明兩者密不可分；當椎間盤退變尤其是椎間隙高度降低時節段的活動度及生物力學將發生改變，使得小關節的活動及承受的壓力增加［12］。本資料對每個患者L3～S1椎間盤進行評估分級，把分級Ⅳ、Ⅴ級定為嚴重椎間盤退變，按體質量指數分組比較，嚴重椎間盤退變的發病率亦隨體質量指數增加而增加；相關性分析提示腰椎關節突關節骨性關節炎和嚴重椎間盤退變存在相關性，相關系數均＞0.3，呈正相關，且相關性顯著。表明腰椎關節突關節退變和嚴重腰椎間盤退變相互影響，隨彼此退變程度增加而增加，并隨體質量指數增加而加重。

綜上所述，BMI增加使腰椎關節突關節和腰椎間盤持續應力增加，在腰椎關節突關節骨性關節炎和腰椎間盤退變發生發展過程中起重要作用，且不受節段改變的影響；腰椎關節突關節退變和腰椎間盤退變隨應力增加而加重，其彼此影響；兩側腰椎關節突關節和腰椎間盤構成三關節復合體作為脊柱運動單元，其在應力增加時應力如何分布，是否可以以整體（三關節復合體）研究其退變，兩者退變發展不同步原因需要進一步觀察研究。