腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)與腰椎間盤突出相關(guān)性研究進(jìn)展*

周紅海 徐毅高 陳龍豪 楊 欽 鐘 仲 黃昭志

（廣西中醫(yī)藥大學(xué)骨傷學(xué)院，南寧 530001）

腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié) (lumbar facet joint, LFJ) 又稱腰椎小關(guān)節(jié)，是脊柱連接的重要關(guān)節(jié)，由周圍的囊和兩個(gè)軟骨表面構(gòu)成[1,2]，是腰椎運(yùn)動節(jié)段的重要組成部分，對腰椎的穩(wěn)定性有重要的意義[3]，每個(gè)腰段均由成對的LFJ和所對應(yīng)的椎間盤組成，形成腰椎復(fù)合關(guān)節(jié)，也稱為腰椎三關(guān)節(jié)復(fù)合體[4,5]。關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的改變與腰椎間盤突出存在一定相關(guān)性的可能，但具體尚未明確兩者相關(guān)性機(jī)制，目前國內(nèi)外從關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)探討，多以關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的矢狀化、退行性變、關(guān)節(jié)炎的病變方面對腰椎的生物力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響，從而影響到腰椎間盤，加重腰椎間盤的突出[6]，是臨床上引起腰痛的一個(gè)重要原因。本文為今后不同類型的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱病變造成腰椎間盤突出癥，研究從關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的對稱性病因入手治療腰椎間盤突出提供思路及依據(jù)，降低手術(shù)等介入性操作風(fēng)險(xiǎn)，綜合近期國內(nèi)外文獻(xiàn)，對兩者相關(guān)性研究進(jìn)展綜述如下。

一、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)矢狀化的影響

早在20世紀(jì)20年代，Putti[7]就發(fā)現(xiàn)了不對稱的腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)在腰痛發(fā)病機(jī)制中的潛在影響，目前比較普遍的將雙側(cè)腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)角度之差大于或等于10°定義為腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱[8]。Farfan等[9]首先提出了關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)矢狀化與腰椎間盤突出癥 (lumbar disc herniation, LDH) 發(fā)展之間存在相關(guān)性。繼而Masharawi等[10]通過三維解剖學(xué)和生物力學(xué)分析腰椎，認(rèn)為當(dāng)腰椎的雙側(cè)矢狀面不對稱時(shí)，可能會造成腰椎的病理狀態(tài)，腰椎間盤退變就屬于其中之一。Varlotta等[11]研究表明LFJ的特殊生理解剖結(jié)構(gòu)，可使其在矢狀位上進(jìn)行更大范圍的屈曲運(yùn)動，且可防止腰椎旋轉(zhuǎn)所帶來的不穩(wěn)定性，Schleich等[12]指出關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面趨向于矢狀化是腰椎間盤早期生化改變的危險(xiǎn)因素之一。有研究表明腰椎同一節(jié)段雙側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱，可以導(dǎo)致椎間盤退變[13]，由于不對稱性，脊柱后柱的不均勻載荷會在運(yùn)動段上施加額外的旋轉(zhuǎn)力矩，從而導(dǎo)致矢狀取向的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)一側(cè)的纖維環(huán)機(jī)械性破壞[14]。Gao等[8]比較了86例退行性腰椎間盤突出癥中不對稱關(guān)節(jié)的數(shù)量，發(fā)現(xiàn)在L4-5和L5S1脊柱水平上，LFJ不對稱性與腰椎間盤突出癥之間存在顯著相關(guān)性。有研究[15]發(fā)現(xiàn)當(dāng)矢狀面和冠狀面的組合水平相同時(shí)，尤其是在L4-5處，而不是在L3-4或L5S1處，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)矢狀化更嚴(yán)重的一側(cè)發(fā)生椎間盤脫出，并假設(shè)在屈伸過程中每當(dāng)下腰椎受力時(shí)，傾斜的一側(cè)會抵抗產(chǎn)生成角運(yùn)動，而關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)矢狀化會允許更大的成角運(yùn)動以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以補(bǔ)償其他小平面，這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動間接對椎間盤施加拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致矢狀化側(cè)突出甚至脫垂。當(dāng)人體脊柱屈曲時(shí)間過長，這使得關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)在矢狀位上頻繁運(yùn)動，導(dǎo)致其關(guān)節(jié)面逐漸偏向矢狀化，從而又大大增加了腰椎間盤突出概率。根據(jù)目前以上研究可以看出關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)矢狀化與L4-5節(jié)段的LDH相關(guān)性大，其他節(jié)段還有待于進(jìn)一步研究和機(jī)制探討。

二、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退行性病變的影響

關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退行性改變除了矢狀化外，還包括關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)肥大、軟骨下硬化、骨贅、關(guān)節(jié)表面不規(guī)則等。關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)矢狀化被認(rèn)為是腰椎退行性改變的潛在解剖學(xué)上的易感因素之一，可能導(dǎo)致早期腰椎間盤退行性變和突出[16,17]。LFJ與年齡相關(guān)的變化包括關(guān)節(jié)軟骨變薄、關(guān)節(jié)下皮質(zhì)肥大和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙變窄[18]。由于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)周圍的解剖結(jié)構(gòu)富含神經(jīng)，周圍結(jié)構(gòu)的退化也就必然屬于腰部疼痛的一部分來源[19]。

Song等[20]通過評估MRI和CT參數(shù)得出：①腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)炎的嚴(yán)重程度與椎間盤退變之間存在明顯的正相關(guān)性，并發(fā)現(xiàn)腰椎間盤變性容易引起LFJ輕度變性，推斷出椎間盤的退變很有可能在關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退變之前就發(fā)生了；②椎間盤高度降低，增加關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的退變程度。也有研究通過對腰椎間盤突出癥病人進(jìn)行MRI檢查，使用T2加權(quán)圖像分析腰椎間盤退變 (lumbar disc degeneration, LDD) 和LFJ退變的關(guān)系：①根據(jù)改良的Pfirrmann評分系統(tǒng)對所有病人進(jìn)行的椎間盤退變分級，L3-4節(jié)段椎間盤退變主要為III級和IV級，L4-5椎間盤退變主要是V級、VI級和VII級，L5S1椎間盤退變?yōu)镮II級和IV級；② L3-4節(jié)段的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退化主要為0級和I級，L4-5節(jié)段關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退化主要為I級；L5S1關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退化主要為0級和I級[21]。說明LFJ與LDD在LDH病人的退變程度上可能成正相關(guān)，但還需更多的數(shù)據(jù)研討其機(jī)制。任東成等[22]通過測量年齡為14～20歲的LDH病人的LFJ角度，觀察其關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱，認(rèn)為不對稱在LDH的病人中是先天性存在的，不是退變引起的結(jié)果，與青少年LDH存在相關(guān)性，這也得到了大多專家的認(rèn)可[23]，說明先天性的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱也會誘發(fā)青少年LDH。Little等[24]研究了5點(diǎn)量表的可靠性，該量表對退化性關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)改變的嚴(yán)重程度進(jìn)行了分級：0級 = 無關(guān)節(jié)變性；I級= 關(guān)節(jié)上緣可疑骨贅；II級= 軟骨下硬化和明確的關(guān)節(jié)骨贅；III級= 軟骨下硬化，一些關(guān)節(jié)不規(guī)則和中度骨贅；IV級= 重度硬化，關(guān)節(jié)表面的不規(guī)則性和許多骨贅，這對之后臨床評估LDH關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退行性病變有一定的量化作用。Bajek等[25]認(rèn)為腰椎骨贅的形成是為了穩(wěn)定性丟失的節(jié)段，這種機(jī)制最終易導(dǎo)致關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)肥大。因長期不良姿勢、年齡以及體重等影響，椎間盤退變后椎間高度降低，部分軸向應(yīng)力載荷轉(zhuǎn)移至腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，導(dǎo)致其載荷增加，繼發(fā)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退變，LFJ過載荷后最先受到影響的是關(guān)節(jié)軟骨，發(fā)生退變、變薄、局部壞死，誘發(fā)滑膜炎、軟骨層變薄、關(guān)節(jié)間隙狹窄及骨贅增生[26]。說明腰椎間盤退變加重繼續(xù)造成局部腰椎節(jié)段不穩(wěn)定，現(xiàn)有的腰椎平衡打破，繼續(xù)反作用于腰椎骨贅生長，形成惡性循環(huán)，同時(shí)間接導(dǎo)致關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)加速退變進(jìn)程。

三、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退變對其生物力學(xué)性質(zhì)的影響

如果椎間盤承受異常力，終板和椎體松質(zhì)骨之間的穿透力將產(chǎn)生微弱變化，從而影響椎間盤纖維的營養(yǎng)供應(yīng)，從而導(dǎo)致椎間盤退化[27]。關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的退行性病變和關(guān)節(jié)矢狀化，會引起關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)活動不穩(wěn)，當(dāng)腰椎承受過度的壓縮和剪切應(yīng)力時(shí)，不穩(wěn)定的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)將對椎間盤的保護(hù)減弱，日久會引起關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的紊亂以及椎間盤內(nèi)流體靜力學(xué)異常分布從而導(dǎo)致椎間盤退化、加速突出[28,29]。有研究結(jié)果證實(shí)[30]關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退行性病變與脊柱旋轉(zhuǎn)具有相關(guān)性，由于椎間盤的不對稱退變所致的椎間隙不平衡，導(dǎo)致了脊柱的旋轉(zhuǎn)增加，雙側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的不協(xié)調(diào)運(yùn)動導(dǎo)致關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)軟骨面受力不均衡，受力大的一側(cè)關(guān)節(jié)軟骨及關(guān)節(jié)周圍肌肉韌帶，更易引起慢性勞損而發(fā)生LFJ退變性骨關(guān)節(jié)炎。Du等[31]將生物力學(xué)軟件用于建立正常的L1-S1腰部椎間盤突出和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)脫位的退行性腰部3D FE模型，研究得出退化椎間盤的壓縮應(yīng)力和壓縮應(yīng)變值均大于正常椎間盤，最大壓縮應(yīng)力增加了約70%，紊亂關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)上的關(guān)節(jié)軟骨壓縮應(yīng)力和壓縮應(yīng)變值均大于正常關(guān)節(jié)，最大壓縮應(yīng)力值增加了約115%，最大壓縮應(yīng)變值增加了約94%，并證實(shí)了正骨推拿技術(shù)所施放壓力伸展對椎間盤突出具有反向抑制作用，使突出部分朝著正常位置發(fā)展，同時(shí)這也為正骨推拿作用于椎間盤突出的生物力學(xué)解釋。Du 等[32]在有限元研究中對脊柱的 (L1-S1) 預(yù)載荷力為500 N、800 N和1200 N時(shí)，左小平面在L4-5處的接觸力分別增加了54.3%、81.3%、90.9%。在右小平面中也發(fā)現(xiàn)了類似的趨勢；在L4-5級別，沒有負(fù)載荷力時(shí)，兩側(cè)之間的接觸力差為5.5 N，在負(fù)載荷力為1200 N時(shí)，該差變?yōu)?.4 N。說明了腰椎負(fù)載荷力達(dá)到1200 N時(shí)關(guān)節(jié)面接觸增幅開始明顯減小并證實(shí)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的不對稱性，通過對腰椎施予預(yù)載荷力對關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)也產(chǎn)生了一定影響。Li等[33]研究有限元分析后發(fā)現(xiàn)經(jīng)皮經(jīng)椎間孔內(nèi)鏡下椎間盤切除術(shù) (percutaneous transforaminal endoscopic discectomy, PTED) 在達(dá)到減壓神經(jīng)根效果后，肥大部分的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除術(shù)范圍越小越好，以盡可能維持脊柱穩(wěn)定性，減少術(shù)后并發(fā)癥；同時(shí)接受PTED的LDH病人表現(xiàn)出不同程度的椎間盤退變，小平面退變和骨質(zhì)疏松，得出較大范圍的小平面切除術(shù)可能會導(dǎo)致關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)疾病和腰痛，尤其是在對側(cè)以及身體向手術(shù)側(cè)方向彎曲時(shí)，所以關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的缺失會引起椎間盤病變。Fukui 等[34]通過動物實(shí)驗(yàn)完全切除小鼠雙側(cè)L4-5關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)后發(fā)現(xiàn)，術(shù)后導(dǎo)致L4-5椎間盤高度增高和椎骨終板損傷，同時(shí)上下相鄰椎間盤高度降低，導(dǎo)致上下相鄰椎間盤退變，提出其機(jī)制可能是關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除術(shù)對多裂肌，下關(guān)節(jié)突及周圍軟組織的插入部位的損害可能會通過集中負(fù)荷至前柱而誘發(fā)上下相鄰節(jié)段椎間盤退變。今后可以對LDH病人行關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除術(shù)后的腰椎間盤改變進(jìn)一步研究，以此來指導(dǎo)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)評估及對腰椎間盤術(shù)后的影響。

四、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)炎的影響

骨關(guān)節(jié)炎 (osteoarthritis, OA) 是關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)病理的最常見形式，LDH和腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)炎都是腰痛的常見原因，有時(shí)很難區(qū)分臨床癥狀的確切來源，密歇根州立大學(xué) (MSU) 分類[35]用于基于T2加權(quán)軸向MRI切片評估LDH（見圖1）。在此分類中，LDH的大小表示為“1、2、3”， 1和2指LDH延伸到從椎間盤的非突出后方到小平面內(nèi)線的距離的小于或大于50%的距離，而3是指LDH延伸到椎間盤的后上方 小平面內(nèi)線而LDH的位置表示為“A，AB，B，C”，大致對應(yīng)于“中心”，“副中心”，“橫向”和“遠(yuǎn)側(cè)”。

圖1 腰椎間盤突出癥的MSU分類圖 [36]

Zhu 等[36]針對LDH和腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎 (facet joint osteoarth ritis, FJOA) 之間可能存在某種聯(lián)系，對其進(jìn)行了相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)研究，得出LDH的程度和位置 (MSU-B) 均與FJOA的嚴(yán)重程度有關(guān)。在MSU-2 LDH的情況下，左FJOA的嚴(yán)重程度皆明顯高于右FJOA，在MSU-3的情況下，則沒有發(fā)現(xiàn)這種差異，并認(rèn)為兩者的差異效應(yīng)由左右FJOA嚴(yán)重程度引起的。MSU-B LDH病人在突出側(cè)發(fā)生嚴(yán)重FJOA的可能性更大，是MSU-B LDH比LDH的其他位置更靠近同側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，這可能有助于將椎間盤碎片刺激到相鄰的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，其組織中產(chǎn)生的炎性因子可能通過腹側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)囊的外側(cè)部分漏入椎間隙。為減少關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱帶來的干擾因素，在校正關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)角后，MSU-B LDH與FJOA的嚴(yán)重程度仍顯著相關(guān)，但該研究缺乏臨床及病理性證據(jù)，提出今后從手術(shù)中收獲的椎間盤突出和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)組織來開展進(jìn)一步的工作，以驗(yàn)證FJOA炎癥機(jī)制。Jarraya 等[37]認(rèn)為與MSU-A和MSU-AB相比，MSU-B LDH更有可能在雙側(cè)椎間盤狹窄中引起不對稱，這可能會增加其在較窄側(cè)的應(yīng)力并促進(jìn)同側(cè)FJOA。根據(jù)以上研究結(jié)果可以看出，在治療MSU-2 LDH的同時(shí)，也要注意突出側(cè)FJOA病變情況，為之后研究提供治療思路及進(jìn)一步研究方向。

五、討論

腰椎間盤突出與LFJ不對稱主要以四個(gè)方面影響為主：①LDH病人的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)矢狀化，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱加重椎間盤突出；②先天性關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱及脊柱旋轉(zhuǎn)加速了退行性變，造成了關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱；③通過受力程度的增加雙側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)受力差距隨之增大，反映出了關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱；④LDH病人椎間盤不對稱狹窄，造成關(guān)節(jié)不對稱性炎癥，也有LFJ炎癥反向刺激椎間盤的可能。但以上仍需要繼續(xù)更多的臨床數(shù)據(jù)及研究來證實(shí)。關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)病變改變了腰椎結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)，受力不均逐漸導(dǎo)致了腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱，從而影響了腰椎間盤病變。LFJ不對稱與椎間盤退變突出息息相關(guān)。今后可根據(jù)不同類型的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)不對稱病變造成腰椎間盤突出癥，給出相應(yīng)的治療干預(yù)手段，以降低操作風(fēng)險(xiǎn)，為今后研究從關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的對稱性病因入手治療腰椎間盤突出有一定的指導(dǎo)意義。