頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱性和關節突關節退變關系的影像學研究

徐聰， 徐慶平， 艾雯， 江凱燕， 袁佳， 吳炳華， 尹生江， 畢振宇， 焦培峰

1.南昌大學第一附屬醫院神經外科，南昌 330006； 2.南昌大學第三附屬醫院骨科，南昌 330003； 3.南昌醫學院，南昌 330036； 4.南昌大學第四臨床醫學院，南昌 330003； 5.南昌大學第四附屬醫院骨科，南昌 330003； 6.南昌大學第四附屬醫院放射科，南昌 330003；7.南方醫科大學人體解剖學教研室，廣州 510515；8.暨南大學醫學院解剖教研室，廣州 510632

頸椎關節突關節是維持頸椎穩定的重要結構。 C3～7稱為下頸椎，其椎體形態相似，具有較大的活動性，是關節退行性變的好發部位，易受外傷影響，是容易發生頸椎疾病的關節區域[1]。關節突關節矢狀位的不對稱性（facet tropism，FT）是指左右兩側關節突關節矢狀位角的不對等，其中一側關節的傾斜角度比另一側更接近矢狀位[2]，這種不對稱性和關節突關節退變的關系一直存在爭議，本研究通過對20具正常新鮮頸椎尸體標本的C3/4～C6/7的關節矢狀位不對稱角度和關節退變程度進行影像學評估，探討它們之間有無相關性。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

實驗所用的20具新鮮全頸椎尸體標本（C1～7）來源于南昌大學醫學院和南方醫科大學解剖教研室，無頸椎外傷和頸椎病史，男性13例，女性7例，所有標本的出生地和居住地為長江以南地區，年齡約為40～70歲，平均（58.1±10.8）歲，每例標本進行正位，側位及左右斜位X線檢查，排除骨折、溶骨性病變、已行融合手術以及其他畸形或異常的情況。

1.2 方法

1.2.1 標本處理 標本全部去除寰椎，仔細剔除椎體上的肌肉組織，完整保留前縱韌帶，后縱韌帶，關節突關節，關節囊，椎間盤，橫突及棘突結構，標本保濕并放置于雙層塑料袋中，-20℃冰箱中保存，實驗前10 h取出室溫解凍。

1.2.2 掃描方法 全部標本使用飛利浦螺旋CT掃描儀進行掃描（Brilliance 64，皇家飛利浦醫療公司，荷蘭），球管電壓120～140 kV，球管電流140～280 mA，層厚2.5 mm，間隔1.5 mm，旋轉時間0.75 s，矩陣512×512，視野350 mm，常規軟組織窗，骨窗重建。以上位椎體下緣前后連線作為掃描角度，以平行于掃描角度，經過下位椎體后上緣的平面作為測量平面。

1.2.3 測評方法 掃描圖像均由3名有經驗的測評人員獨立、隨機地進行單盲測評3次，且每次測評的間隔時間超過1個月，隱去受檢者信息及原來的影像診斷信息，3次測量取平均值。測評人員按照改良Noren等[3]和Berlemann[4]等（圖1）的方法測量左右關節突關節的矢狀位角，其差值的絕對值即為關節突關節矢狀角不對稱角度，大于6°為不對稱，根據Boden等[5]的方法將其分為4度：I（正常，normal）：≤6.00°；II（輕 度，mild）：6.01～10.00°；III（中 度，moderate）：10.01°～16.00°；IV（重度，severe）：>16.00°。

圖1 軸位CT頸椎關節突關節正中矢狀位角（α，β）測量示意圖黃色線為正中矢狀線，橘黃色線為關節的前內側和后外側切點連線即關節突的關節線，正中矢狀線和關節突關節線的夾角α，β為左右兩側的正中矢狀位角，α與β差值的絕對值體現關節突關節矢狀位的不對稱性Fig.1 Illustration of the sagittal angle(α,β)measured in axial CT of the cervical facet joint The yellow line was the midsagittal line,and the orange line was the line of anteromedial and posterolateral margins of each facet joint Angleαwas formed by the midsagittal line and facet joint line,Angleβwas formed by the midsagittal line of the left side and right side.The absolute value of the difference between angleα and angleβreflected theasymmetry of cervical facet joint

測評人員在CT圖像上測量關節突關節的關節間隙，按照Pathria等[6]的標準將關節突關節骨性關節炎（退變程度）分為4級：I級：正常（normal），關節間隙為2～4 mm；II級：輕度退變（mild），關節突關節的關節間隙輕度狹窄（<2 mm）或/和輕度骨贅或/和關節突關節輕度肥大；III級：中度退變（moderate），關節間隙中度狹窄或/和中度骨贅或/和關節突關節中度肥大或/和關節下軟骨輕度侵蝕；IV級：重度退變（severe），關節間隙重度狹窄或/和大的骨贅或/和/關節突關節重度肥大或/和關節下軟骨重度侵蝕或/和關節下囊腫。

1.3 數據統計分析

所有數據用SPSS 17（SPSSInc，美國芝加哥）進行統計分析。 測評者間的一致性（inter-rater reliability）和測評者內的一致性（intrarater reliability）用κ表示，范圍0.61～0.85（較好的一致性～非常好的一致性）。計量資料的多重比較采用單因素方差分析，等級資料用Wilcoxon秩和檢驗，P<0.05被認為有顯著性差異。

2 結果

本研究20具頸椎尸體標本，80個節段（C3/4～C6/7），共160個關節突關節。3位測評者測評關節突關節矢狀位不對稱角度和關節突關節退變程度的κ值范圍分別為0.62～0.76和0.65～0.81，3位測評者內的一致性為0.82～0.86。

2.1 頸椎關節突關節矢狀位不對稱角度

測量20具標本CT圖像發現，在C3/4～C6/7不同節段間的關節突關節矢狀位不對稱角度無顯著性差異（F=0.55，P=0.65），見表1。

表1 頸椎標本節段間關節突關節矢狀位不對稱角度（±s，n=20,°）Tab.1 Asymmetrical angel of cervical facet joint(Mean±SD,n=20,°)

表1 頸椎標本節段間關節突關節矢狀位不對稱角度（±s，n=20,°）Tab.1 Asymmetrical angel of cervical facet joint(Mean±SD,n=20,°)

節段Segments關節突關節矢狀位不對稱角度Asymmetrical angel of cervical facet joint P C3/4 C4/5 C5/6 C6/7 6.60±3.76 6.35±4.30 7.30±5.11 5.60±3.55 0.65

2.2 頸椎關節突關節退變程度比較

測量20具標本CT圖像上關節突關節的關節間隙發現，C3/4～C6/7不同節段間的關節突關節退變程度無顯著性差異（左側：Z=3，P=0.646；右側：Z=3，P=0.376），見表2。

表2 頸椎標本節段間關節突關節的關節間隙(n=20,mm)Tab.2 The joint space of cervical facet joint(n=20,mm)

2.3 頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱性和關節突關節退變的比較

比較20具標本中頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度與左右兩側關節突關節退變的程度，在C3/4和C4/5節段有顯著性差異，C3/4：Z＝8.567，P=0.014；C4/5：Z=2.000，P=0.025。在C3/4節段，頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度和左側關節突關節退變程度比較：Z＝-2.416，P＝0.016；頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度和右側關節突關節退變程度比較：Z=-2.250，P＝0.024。在C4/5節段，頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度和左側關節突關節退變程度比較：Z=-2.528，P＝0.011；頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度和右側關節突關節退變程度比較：Z＝-2.077，P＝0.038。而在C5/6和C6/7節段無顯著的差異性，C5/6：Z＝2.000，P＝0.444；C6/7：Z＝2.000，P＝0.292。在C5/6節段，頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度和左側關節突關節退變程度比較：Z＝-1.064，P＝0.287；頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度和右側關節突關節退變程度比較：Z＝-0.873，P＝0.383。在C6/7節段，頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度和左側關節突關節退變程度比較：Z＝-1.417，P＝0.216；頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度和右側關節突關節退變程度比較：Z＝-1.429，P＝0.153，見圖2。

圖2 頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度與左右二側關節突關節退變程度的比較在C3/4和C4/5節段有顯著性 差 異，C3/4：Z＝8.567，P＝0.014；C4/5：Z＝2.000，P＝0.025 在C5/6和C6/7節段無顯著差異，C5/6：Z＝2.000，P＝0.444；C6/7：Z＝2.000，P＝0.292Fig.2 Comparison between the degree of sagittal angle asymmetry and the degree of facet joint degeneration(Left and Right)There was significant difference in the degree of the sagittal angle asymmetry and the degree of facet joint degeneration between the C3/4 segment andC4/5 segments,Z=8.567,P=0.014.C4/5：Z=2.000,P=0.025.There was no significant differencein the degree of the sagittal angle asymmetry and the degreeof facet joint degeneration between the C5/6 segment andC6/7 segments,C5/6：Z=2.000,P=0.444.C6/7：Z=2.000,P=0.292

3 討論

3.1 關節突關節矢狀位角的不對稱可能帶來的風險

關節突關節是滑膜關節，由透明軟骨覆蓋軟骨下骨，關節囊相對松馳，在上頸椎，上關節突關節面朝向下后，下關節突關節朝向下前，與水平面大約傾斜45°。而在下頸椎幾乎水平，因此脊柱的頸椎段運動范圍最大，特別是旋轉運動，但穩定性較差。理論上，關節突關節兩側承受相似的脊柱軸向載荷[7]，兩側的關節受力應該是相等的。但如果關節突關節矢狀位化可以將單切面的運動轉化為多切面運動。如，脊柱的屈曲運動，關節突關節矢狀位角的不對稱性可以將簡單的矢狀面運動轉化為矢狀面運動聯合旋轉運動。Poureisa等[8]認為與單純運動相比，這些聯合運動明顯增加了椎間盤損傷的風險。因此，測量關節突關節矢狀位角的不對稱性對于診治退行性頸椎疾病有著重大的意義[9]。

3.2 關節突關節矢狀位角的不對稱和關節突關節退變的關系

關節突關節矢狀位角的不對稱性和關節突關節的退變是否相關爭議最多，Fujiwara等[10]認為關節突關節的退變重塑是引起小關節矢狀位角不對稱的原因。Cyron等[11]認為關節突關節矢狀位角的不對稱性可能和椎體的旋轉有關，并認為關節突關節矢狀位角的不對稱是引起關節突關節退變的原因。但張繼業等[12]認為關節突關節的不對稱性不僅是關節突關節退變后重塑的結果，而且可能某些人先天即已存在一定程度的關節突關節不對稱。從表1，2中可以看出在C3/4～C6/7不同節段間的關節突關節不對稱角度沒有顯著性差異（F＝0.55，P＝0.65），不同節段間的關節突關節退變程度也無顯著性差異（左側：Z＝3，P＝0.646；右側：Z＝3，P＝0.376）。但從圖2中可以看到在C3/4和C4/5二個節段的頸椎關節突關節矢狀位角的不對稱程度與左右二側關節突關節退變的程度的比較有顯著性差異（C3/4：Z＝8.567，P＝0.014；C4/5：Z＝2.000；P＝0.025）。這個結果和本組前期研究的結果是一致的[10]，C3/4和C4/5二個節段活動量相對較大，所以受累相對嚴重，關節退變較其它節段快而嚴重，因此筆者認為關節突關節矢狀位角的不對稱性可能和關節突關節的退變有關。

3.3 關節突關節矢狀位角的不對稱程度的定義

目前，關節突關節矢狀位角不對稱性的定義有很多種，引用的定義不同，與其相關研究所得出的結論也可能不同。以往的一些研究把關節突關節矢狀位角的不對稱性定義為雙側關節突關節的角度之差1°～10°[11,13,14]，Wang等[15]定義雙側關節突關節角度差值＞10°為關節突關節矢狀位角的不對稱性，而Grogan[16]定義的標準則為雙側關節突關節角度差值＞15°。本研究采用的是使用比較廣泛的Noren等[3]的標準，即雙側關節突關節角度差值＞6°為關節突關節矢狀位角的不對稱性。

3.4 本研究的局限性

首先，研究的樣本量相對較少，限制了統計學效能探測真實的差異；其次，利用頸椎尸體標本是本研究與其它同類研究的不同之處，尸體標本雖然在CT掃描時可以消除病人不配合、頭擺放位置難以統一準確為正位，且多數研究為回顧性等因素的影響，但在年齡、性別及疾病的既往史等方面可能會存在一些誤差，而且應用尸體標本也可以認為是一種局限性；第三，CT在熒光屏上的數字格式和光標控制的測量誤差可能潛在地影響測評者內和測評者間的信度；第四，測評者的經驗會影響方法間的一致性。第五，關節突關節矢狀位角的不對稱程度和關節突關節退變程度的分級標準可能存在主觀缺陷，不能完全反映真實。

總之，在本研究中關節突關節矢狀位角的不對稱性在頸椎各節段間無顯著的差異性，關節突關節退變程度在頸椎各節段間也無顯著的差異性，但C3/4和C4/5的關節突關節矢狀位角的不對稱程度與同節段關節突關節退變的程度之間有顯著的差異性，關節突關節矢狀位角的不對稱性可能和關節突關節的退變有關。