青年L5峽部應(yīng)力骨折患者上關(guān)節(jié)突間距的解剖學(xué)特點(diǎn)

宗 軍，杜 培，冀沛峰，李 放，張志成，任大江*

1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)醫(yī)院脊柱外科，烏魯木齊 830002

2.解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心骨科，北京 100700

腰椎峽部應(yīng)力骨折是指椎體椎弓上下關(guān)節(jié)突之間峽部骨質(zhì)不連續(xù)或骨質(zhì)的缺損，亦稱峽部裂或峽部不連［1］，其發(fā)生率為3% ～ 10%，男性多于女性，多見于重體力勞動(dòng)者和體育競技運(yùn)動(dòng)員，與腰椎反復(fù)過伸動(dòng)作相關(guān)［2-4］。目前其發(fā)生原因尚未完全清楚，大部分學(xué)者認(rèn)為峽部重復(fù)承受應(yīng)力負(fù)荷導(dǎo)致應(yīng)力增加是致病因素，而峽部先天性發(fā)育薄弱或缺陷構(gòu)成其生物力學(xué)基礎(chǔ)［5-6］。

腰椎峽部骨折可導(dǎo)致腰椎不穩(wěn)，臨床癥狀為慢性下腰痛，勞累后加重，休息后緩解，對日常生活干擾較大。目前主要的治療方法為非手術(shù)治療和手術(shù)治療。手術(shù)治療通過峽部加壓植骨、應(yīng)用不同內(nèi)固定器固定，使斷裂的峽部骨性愈合，以恢復(fù)腰椎力學(xué)穩(wěn)定性［7-9］。

臨床中，在對腰椎峽部骨折患者行L5峽部植骨融合內(nèi)固定術(shù)中，發(fā)現(xiàn)普遍存在L5椎板寬大及上關(guān)節(jié)突間距增寬的現(xiàn)象，術(shù)中需要更為廣泛的肌肉組織剝離，才能充分顯露雙側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)。峽部應(yīng)力骨折的患者中是否普遍存在L5上關(guān)節(jié)突間距增寬的現(xiàn)象尚不清楚。為此，本研究擬通過測量對比青年峽部應(yīng)力骨折患者與健康青年志愿者L5上關(guān)節(jié)突頂點(diǎn)距離予以證實(shí)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

應(yīng)力骨折患者納入標(biāo)準(zhǔn)：①發(fā)病前曾有3個(gè)月以上的高強(qiáng)度訓(xùn)練或運(yùn)動(dòng)病史；②存在反復(fù)出現(xiàn)的腰痛癥狀，影響日常生活，且非手術(shù)治療時(shí)間＞3個(gè)月無效；③腰椎CT證實(shí)患者存在雙側(cè)L5峽部斷裂；④腰椎MRI證實(shí)相應(yīng)節(jié)段無椎間盤退行性變征象（依據(jù)Pfirmann椎間盤退行性變分級標(biāo)準(zhǔn)為Ⅰ和Ⅱ級）。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并其他脊柱發(fā)育畸形；②合并代謝性或自身免疫性疾病，如糖尿病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等；③影像學(xué)資料證實(shí)存在腰椎不穩(wěn)、滑脫或椎間盤突出、變性；④合并有下肢麻木、放射性疼痛；⑤存在腰椎其他節(jié)段或多節(jié)段峽部骨折；⑥既往腰椎手術(shù)史。

根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，共納入2018年3月—2019年9月解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心收治的診斷為L5峽部應(yīng)力骨折的青年男性患者21例（應(yīng)力骨折組），并與24例接受同樣強(qiáng)度訓(xùn)練的健康青年男性志愿者影像學(xué)資料進(jìn)行對比（對照組）。應(yīng)力骨折組患者年齡19 ～ 28（22.81±2.52）歲，所有患者既往均有3個(gè)月以上的高強(qiáng)度訓(xùn)練史，訓(xùn)練后出現(xiàn)急性腰痛入院。入院后攝腰椎正側(cè)位、過伸過屈位和雙斜位X線片并接受腰椎CT及三維重建。對照組志愿者年齡19 ～ 25（21.79±2.38）歲。所有參與研究者均知情同意并簽署知情同意書，本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)審議同意并備案。

1.2 關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間距測量

考慮到患者因發(fā)育而存在身高、體型等個(gè)體差異，為了消除其對關(guān)節(jié)突間距的影響，參考Ward等［5］的方法，分別測量L5和S1上關(guān)節(jié)突間距，取二者的比值進(jìn)行比較。在腰椎CT三維重建圖像上測量L5上關(guān)節(jié)突頂點(diǎn)間距（a）和S1上關(guān)節(jié)突頂點(diǎn)間距（b），兩者比值為c（a/b，圖1）。2名獨(dú)立測量者對每個(gè)研究對象各測量3次，取平均值作為該節(jié)段上關(guān)節(jié)突頂點(diǎn)間距。

圖1 L5上關(guān)節(jié)突頂點(diǎn)間距和S1上關(guān)節(jié)突頂點(diǎn)間距的測量Fig. 1 Measurement of interval between superior articular processes at L5 and S1

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，2組間c值比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；以P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2組研究對象年齡、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05，表1）。應(yīng)力骨折組患者的c值較對照組高，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，表1）。

表1 測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析Tab. 1 Statistical analysis of values measured

3 討 論

腰椎峽部將椎板與上關(guān)節(jié)突連接在一起，成為脊柱運(yùn)動(dòng)過程中的傳遞中軸，也是腰椎相對薄弱的部分，峽部斷裂后可出現(xiàn)腰部疼痛，并可向臀部及大腿后方放射，是造成青年下腰痛常見的病因之一。 腰椎峽部骨折發(fā)生率為 3% ～ 10%［10］，且不同人種間發(fā)生率亦不同。有文獻(xiàn)報(bào)道，高加索人種的腰椎峽部骨折發(fā)生率較非洲人種高，而位于阿拉斯加的因紐特部落其發(fā)生率高達(dá) 60%，且以L5多見，占85% ～ 95%，L4次之［11］。峽部骨折在青年運(yùn)動(dòng)員中的發(fā)生率為 8% ～ 15%，占青年下腰痛患者的47%［12-13］。目前對造成腰椎峽部骨折的原因仍存在爭議，有研究認(rèn)為峽部骨折是特定訓(xùn)練項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員（如曲棍球、橄欖球、體操、舉重等）腰部長期頻繁受到過伸力、軸向應(yīng)力、軸向扭轉(zhuǎn)力影響等所致［14-15］。但生物力學(xué)因素在其中也扮演著重要的角色，有研究報(bào)道［16］，從未在臥床患者中檢測到峽部骨折，但有1例出生時(shí)發(fā)現(xiàn)峽部骨折。

Ward等［5］認(rèn)為，正常人腰椎從頭端至尾端關(guān)節(jié)突間距逐漸增加呈梯形，這種結(jié)構(gòu)是人類特有的，區(qū)別于其他哺乳動(dòng)物。該結(jié)構(gòu)有助于腰椎生理前彎的形成。當(dāng)腰椎后伸時(shí)，相鄰的下關(guān)節(jié)突與上關(guān)節(jié)突互相呈穩(wěn)定的疊瓦狀排列，下關(guān)節(jié)突將載荷傳遞給峽部，峽部承受腰椎后伸運(yùn)動(dòng)的壓縮應(yīng)力，應(yīng)力通過峽部沿相鄰關(guān)節(jié)突呈梯形向下傳導(dǎo)。如果關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間距一致，腰椎后伸時(shí)，腰椎峽部被上下相鄰關(guān)節(jié)突擠壓，使峽部應(yīng)力集中，反復(fù)的擠壓應(yīng)力導(dǎo)致峽部骨質(zhì)吸收，進(jìn)一步導(dǎo)致峽部薄弱；或者峽部反復(fù)受應(yīng)力作用發(fā)生疲勞性微骨折［17］。所有這些因素累積時(shí)，腰椎峽部骨折就會(huì)發(fā)生［18］。本研究發(fā)現(xiàn)，在L5峽部骨折患者中可以觀察到L5上關(guān)節(jié)突的間距明顯增大，這一現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致L5椎板上緣用于容納L4下關(guān)節(jié)突的凹陷處位于略偏外側(cè)的位置［5］，與對照組相比，峽部骨折患者中S1的上關(guān)節(jié)突間距增寬的幅度相對減少，兩者共同導(dǎo)致L5峽部的應(yīng)力面積縮小。結(jié)合生物力學(xué)，假設(shè)有這樣的一種可能，在反復(fù)后伸運(yùn)動(dòng)中L4下關(guān)節(jié)突將載荷傳遞到L5峽部，L4下關(guān)節(jié)突和S1上關(guān)節(jié)突反復(fù)鉗夾并撞擊L5峽部，應(yīng)力集中使L5峽部發(fā)生疲勞性微損傷，反復(fù)的應(yīng)力集中使微損傷的骨質(zhì)難以及時(shí)愈合，進(jìn)而發(fā)生骨折。同時(shí)本研究也發(fā)現(xiàn)，因?yàn)長5峽部骨折患者存在這一解剖學(xué)特點(diǎn)，手術(shù)時(shí)除了需要更加廣泛的軟組織剝離外，在進(jìn)行椎弓根置釘時(shí)也需要更大的內(nèi)傾角度。

雖然本研究發(fā)現(xiàn)青年男性L5峽部骨折患者中L5上關(guān)節(jié)突間距增寬、S1上關(guān)節(jié)突間距相對較小這一現(xiàn)象，但并沒有明確證據(jù)支持這一解剖學(xué)現(xiàn)象和峽部應(yīng)力骨折發(fā)生存在因果聯(lián)系。并且本研究的研究對象數(shù)量較少，尚不能完全準(zhǔn)確反映研究目標(biāo)總體的解剖學(xué)特點(diǎn)。在后續(xù)的研究中，本研究組將選取大樣本量的合適病例進(jìn)行前瞻性研究來更加深入地探討L5上關(guān)節(jié)突增寬、S1上關(guān)節(jié)突間距增加相對減少這一解剖學(xué)特點(diǎn)與峽部應(yīng)力骨折發(fā)生機(jī)制間的關(guān)系。臨床中對于因從事高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)、訓(xùn)練后出現(xiàn)腰背部疼痛的青年男性患者，尤其對腰椎X線片顯示存在L5上關(guān)節(jié)突間距相對較寬者，可給予提前干預(yù)和預(yù)防，以降低峽部應(yīng)力骨折的發(fā)生率。