退行性L4椎體滑脫患者腰椎間盤退變指數、腰椎小關節角度、脊柱-骨盆參數變化及意義

許飛虎，袁峰，陸煒強，朱俊，陳加成

(1徐州醫科大學研究生院，江蘇徐州221000；2徐州醫科大學附屬醫院)

退行性腰椎滑脫(DLS)是指側向X片上的前滑大于3 mm，通常是輕度滑脫[1]。DLS是由椎間盤和小關節的各種退行性變引起的，常出現椎管狹窄的癥狀，是脊柱老化的常見疾病，多見于40歲以上的女性，女性發病率是男性的4倍，以L4～5節段最常見[2～4]。目前對于DLS的發病過程尚未完全闡明，既往研究表明，高齡、體質量指數升高、腰椎前凸角增大、腰椎小關節偏矢狀位、骨盆形態及空間位置、椎旁肌肉減弱、矢狀面平衡等是DLS的誘因[3，5，6]。本研究觀察了DLS患者腰椎間盤退變指數、腰椎小關節角度及脊柱-骨盆參數的變化，分析上述指標在DLS發生發展中的作用。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2016年1月～2017年12月我院收住的單節段L4腰椎DLS患者33例(DLS組)，男10例、女23例，年齡45～77(62.12±8.81)歲。納入標準：單節段DLS患者；X線、CT、MR影像學資料齊全；無椎間盤突出等其他退行性腰椎疾病。排除標準：腰椎冠狀面側彎并且Cobb角>10°；非退變性腰椎滑脫(包括峽部裂、先天性、創傷性、醫源性)；腰椎手術史；移行脊椎；活動性感染；原發性或轉移性腫瘤。另選擇健康體檢者30例作為對照組，男9例、女21例，年齡50～70(59.57±6.47)歲。兩組性別、年齡具有可比性。

1.2 觀察指標

1.2.1 腰椎間盤退變程度 ①腰椎間盤高度指數(DHI)：根據腰椎側位X線檢查結果，以椎間隙前后高度之和除以椎間盤寬度，(a+b)/c即DHI(見圖1)；②腰椎間盤退變指數：根據腰椎MR檢查結果，T1WI顯示的纖維環表現為平坦、膨脹、碎裂分別評分0、1、2分，T2WI顯示的髓核表現為白色、斑塊、黑色分別評分0、1、2分，兩項評分之和即椎間盤退變指數。

1.2.2 小關節角度 行CT橫斷面掃描。第一條線為橫斷面上椎體的正中矢狀線，第二、三條線為穿過左右小關節間隙的切線，與正中矢狀線的夾角即為左右小關節角度A、B，頭端為A1、B1，尾端為A2、B2。以(A1+A2+B1+B2)/4計算小關節角度。小關節角度是小關節方向與正中矢狀線的成角，角度越小提示越偏矢狀位；雙側小關節不對稱度定義為左右小關節角度絕對差值。

圖1 根據腰椎側位X線片測量DHI、PI、SS、LL、PT

1.2.3 脊柱-骨盆參數 對患者行腰椎X線檢查。①骨盆入射角(PI)：經S1上終板中點M作一垂直于終板的垂線，再經M與股骨頭中心N作一連線，形成的兩條直線的夾角；當雙側股骨頭不重疊時，以雙側股骨頭中心中點作為N點；當骶骨終板成弧形改變或S1前唇退變嚴重時，可于骶骨前、后邊緣各作一切線，取兩條線與骶骨分離時兩點連線中點作為N點。②骨盆傾斜角(PT)：S1上終板中點及股骨頭中心點的連線與鉛垂線間的夾角。③骶骨斜坡角(SS)：S1上終板平行線與水平線間的夾角。④腰椎前凸角(LL)：L1與S1上終板平行線垂線之間的夾角。見圖1。

2 結果

2.1 兩組腰椎間盤退變程度比較 與對照組比較，DLS組DHI降低，椎間盤退變指數升高(P均<0.05)。見表1。

表1 兩組椎間盤退變程度比較

2.2 兩組小關節角度及雙側不對稱度比較 與對照組比較，DLS組小關節角度更偏矢狀位(P<0.05)，兩組小關節不對稱度比較差異無統計學意義(P均>0.05)。見表2、3。

表2 兩組小關節角度比較

表3 兩組小關節雙側不對稱度比較

2.3 兩組脊柱-骨盆參數比較 與對照組比較，DLS組PI、PT、SS增大(P<0.05或<0.01)，LL無明顯變化(P>0.05)。見表4。

表4 兩組脊柱-骨盆參數比較

2.4 DHI、小關節角度、PI在DLS發病中的作用 Logistic回歸分析顯示，DHI、小關節角度、PI是DLS發病的影響因素(P均<0.01)。見表5。

表5 DHI、小關節角度、PI在DLS發病中作用的Logistic回歸分析結果

2.5 椎間盤退變指數、DHI、小關節角度、PI的相關性 腰椎間盤退變指數與DHI、與小關節角度均呈負相關(r分別為-0.619、-0.614，P均<0.05)，與PI呈正相關(r=0.561，P<0.05)；DHI與小關節角度呈正相關(r=0.546，P<0.05)，與PI呈負相關(r=-0.267，P<0.05)；小關節角度與PI呈負相關(r=-0.298，P<0.05)。

3 討論

腰椎間盤位于兩個椎體之間，是一個具有流體力學特性的結構，具有增大脊柱運動幅度、承受壓力、緩沖震動的作用。隨著年齡的增長，椎間盤的水分逐漸散失，其彈性和韌性減弱，椎間隙高度降低，緩沖脊柱運動的能力減弱，腰椎小關節應力增加，腰椎周圍韌帶松弛，局部脊柱不穩定。同時由于生理性腰椎前凸的存在，腰椎存在向前的剪切力，當腰椎間盤退變時，其緩沖脊柱運動的作用減弱，導致腰椎滑脫。本研究結果表明，與對照組相比，DLS組腰椎間盤退變指數明顯升高，腰椎間盤高度指數明顯降低，表明腰椎間盤高度丟失以及退變指數升高導致腰椎穩定性降低，從而引起腰椎滑脫。

雙側腰椎小關節與椎間盤共同構成一個功能性脊柱單元。雙側小關節主要承擔腰椎的前屈和背伸負荷，限制軸向旋轉，增加扭轉強度，保護椎間盤免受過度旋轉應變和前剪切力的影響[7，8]。研究表明，腰椎軸位小關節偏矢狀位是腰椎滑脫發生的重要因素，小關節抗向前的剪切力能力減弱導致腰椎向前滑脫[3,5]。Fujiwara等[1]認為，腰椎小關節偏矢狀位是小關節骨關節炎重塑的結果，DLS患者在滑脫節段和無滑脫節段均表現出更多的矢狀位方向。本研究結果顯示，與對照組比較，DLS組L3～4、L4～5、L5～S1三個節段的小關節角度均小于對照組；組內比較，同一節段的頭端小關節方向更偏矢狀位，尾端小關節方向更偏冠狀位，并且在鄰近的無滑脫節段L3～4和L5～S1也可以觀察到相同結果。由此認為，小關節偏矢狀位是關節退變引起的二次重塑，而不是原來就存在的，也不是腰椎滑脫后的重塑改變。此外，小關節的空間范圍是三維的，除了軸位上小關節偏矢狀位的變化，矢狀面上小關節角度的變化也不容忽視。有研究表明，DLS患者的小關節角度在軸向和矢狀面均明顯減小[9]。關于雙側小關節不對稱對腰椎滑脫的影響，目前尚無統一意見。有學者認為，雙側小關節不對稱與滑脫無關[4，8，10]；而Dai等[11]則認為關節不對稱與腰椎滑脫顯著相關。本研究結果顯示，DLS組與對照組的小關節不對稱度比較差異無統計學意義，表明雙側小關節不對稱與腰椎滑脫無關。

近年來，很多學者強調脊柱-骨盆不平衡對DLS的影響，認為PI增大是DLS的重要影響因素。PI增大使S1終板相對垂直，導致腰椎椎體向前剪切力增大，導致腰椎滑脫[3，6，12～15]。PI是骨盆的解剖參數，用于量化骨盆的形狀，對于特定的個體是固定不變的，不隨體位改變而變化；PT和SS是骨盆的位置參數，用于量化骨盆水平和垂直方向的空間位置，其大小隨體位而改變。本研究顯示，DLS組PI較對照組增大，表明S1終板垂直增加，為了維持脊柱-骨盆的穩定性，LL代償性增大從生物力學角度看，當LL腰椎前凸增加時，腰椎椎體傾斜角增大，向前的剪切力增加，為了維持脊柱穩定，椎旁肌力量加大，從而導致椎間盤及小關節承受的力量增大，進一步加重小關節的退變。而PI降低則意味著如果脊柱發生小變動，由于骨盆的適應范圍有限，所獲得的穩定就很難維持。本研究中，DLS組PT較對照組增大。PT代表骨盆后傾的角度，PT增大表明骨盆向后傾斜的空間增加，對脊柱-骨盆的穩定起到代償作用。

本研究進一步行Logistic回歸分析DLS發病的危險因素，結果顯示，DHI、小關節角度、PI是DLS發病的影響因素；相關性分析顯示，PI、DHI與小關節角度密切相關。PI增大使得S1終板更加傾斜，為維持腰椎-骨盆穩定性，腰椎前凸角代償性增大，腰椎向前的剪切力增加，椎旁肌肉緊張，腰椎間盤及腰椎小關節應力增加，加速了腰椎間盤的退變及小關節的退變重塑，導致腰椎間隙高度降低，小關節角度偏矢狀位，使得腰椎不穩定性增加，進一步加速腰椎間隙及小關節的退變，惡性循環，最終引起退變性腰椎滑脫。

綜上所述，DLS患者存在腰椎間盤退變，小關節角度更偏矢狀位，骨盆后傾；影像學檢查有DHI降低、小關節角度偏矢狀位、PI增大者更易發生DLS。