腰椎退行性滑脱是由于腰椎发生退行性变、周围韧带松弛、椎体失稳,丧失维持椎体间正常位置关系的能力,导致椎体向前或向后滑脱,严重时压迫相应神经根,出现腰痛、下肢根性疼痛等临床表现的疾病[1-4],在中老年女性中多发,多为轻度滑脱,病因不明确,一般认为与腰椎退行性变[5]、关节突关节方向改变、脊柱-骨盆参数改变等[6-8]因素密切相关。腰椎退行性滑脱和腰椎椎间盘突出症均有腰椎退行性变的因素参与,因此,本研究纳入L4滑脱患者和普通L4/L5椎间盘突出症患者,比较其腰椎矢状位X线片、左右45°斜位X线片及腰椎CT上相应参数及椎间盘退行性变分级的差异,分析各参数对L4退行性滑脱发生的意义。
1 资料与方法 1.1 一般资料收集2000年6月—2015年2月在本院就诊的L4退行性滑脱及L4/L5椎间盘突出症患者的临床资料。病例纳入标准:通过病史、查体、影像学检查获得明确诊断,且影像学资料完备。排除标准:①合并脊柱侧凸;②合并腰椎压缩性骨折等外伤病史;③合并代谢性骨病;④合并腰椎感染;⑤合并腰椎肿瘤;⑥合并脊柱隐裂等畸形;⑦既往接受过腰椎手术;⑧合并骨盆、髋部病变及下肢不等长。共纳入患者39例,L4退行性滑脱21例(A组),均为L4单节段退行性变前滑脱,男6例、女15例;年龄37 ~ 72(54.8±9.8)岁,中位年龄55.0岁。L4/L5椎间盘突出症18例(B组),均属于突出型且无其他节段椎间盘突出,男5例,女13例;年龄44 ~ 70(54.6±12.1)岁,中位年龄55.5岁。2组患者基本资料差异无统计学意义,具有可比性。
1.2 矢状位X线片参数测量采用飞利浦500 mA DR数字摄影机摄X线片,患者取站立位,拍摄条件为200 mA、80 kV、50 mAs,中心线经过L3椎体。L4滑脱程度采用Taillard指数[9]评估,即L4滑脱距离与L5椎体上终板矢状径比值(图 1a);腰椎指数(LI)[10],即L4椎体后缘高度与L4椎体前缘高度的比值(图 1a);矢状面旋转度(SR)[10],一条线为即L4椎体前缘线与L5椎体后缘线间的夹角(图 1b);骶骨水平角(SS)[11],即S1上终板与水平线间的夹角(图 1c);腰椎前凸角(LL)[11],即L1上终板与S1上终板间的夹角(图 1c);腰椎双凹指数(DCI)[10],即L3椎体中央高度与椎体前缘高度的比值(图 1d);L4/L5椎间盘角(IDA)[12],即L4椎体下终板切线与L5椎体上终板切线间的夹角(图 1d);L4/L5椎间盘指数(DI)[12],L4椎体下缘及前后缘分别作3条切线,交于A、B点,L5椎体上缘及前后缘分别作3条切线,交于C、D点,自C点向AB连线作垂线交于E点,自B点向CD连线作垂线交于F点,则DI=(CE连线长度+BF连线长度)/2AB连线长度(图 1e);腰椎重力线指数(LGLI)[13],S1椎体上终板的中点为C点,从L3椎体中心点引竖直线与S1椎体上终板或其延长线交于D点,D点位于C点腹侧则CD连线长度为正值,反之则为负值,LGLI=2CD连线长度/S1椎体上终板的矢状面长度(图 1f)。
患者取前后仰卧位,双手抱头,一侧身体抬高使身体冠状面与床面成45°,受检侧贴近片盒,近台面侧髋关节、膝关节屈曲,对侧下肢伸直,支持身体,腰椎长轴平行于暗盒长轴,拍摄范围为T12至骶骨上部,中心线经L3椎体垂直射入胶片中心,曝光条件为70 kV、50 mAs。L4椎体高度(h)[13]为L4椎体前后缘高度的均值,左前斜位为h1,右前斜位为h2(图 2a);L4小关节倾斜角(α)[14]为L4椎体前后缘中点连线与小关节平行线间的夹角,左前斜位为α1,右前斜位为α2(图 2a);L3下关节突距L4峡部距离(d)[13]为L3下关节突顶点至L4峡部上缘切线的垂直距离,左前斜位为d1,右前斜位为d2(图 2b);L5上关节突至L4峡部距离(e)[13],即L5上关节突顶点至L4峡部下缘切线的垂直距离,左前斜位为e1,右前斜位为e2(图 2b);L4峡部宽度(k)[13],即L4峡部上下缘切线间的垂直距离,左前斜位为k1,右前斜位为k2(图 2b)。为减少检查设备、检查人员、放大率等差异对d、e、k的影响,使得各参数间具备可比性,选择在腰椎斜位上显示非常清楚的L4椎体高度(h)作为参照,以d/h、e/h、k/h反映所测参数的大小。
采用Siemens 64排螺旋CT扫描机,扫描层厚3.00 mm,层距0.55 mm,矩阵512×512,并进行MPR重建。L4小关节角(θ)[12]:即关节突关节面平行线(关节突关节前内侧点和后外侧点连线)与L4椎体矢状位轴(对角线法)间的夹角,左侧为θ1,右侧位θ2(图 2c)。
1.5 腰椎MRI参数测量和椎间盘退行性变分级采用飞利浦Achieva 3.0T MRI系统TSE-T2WI矢状位检查,TR 2 500 ms,TE 86 ms,FOV 300 mm,激励次数为2,层厚4 mm,扫描时间119 s。对每位患者的腰椎MRI进行分析,应用Pfirrmann椎间盘退行性变分级系统[15]对2组患者L4/L5椎间盘进行分级(Ⅰ~Ⅴ级,级别越高,椎间盘退行性变越严重)。
1.6 统计学处理应用SPSS 19.0软件对数据进行统计学分析。计量资料以x±s表示,组间差异的比较采用独立样本t检验。采用Pearson相关性分析检验以上经t检验有统计学意义的指标之间的相关性。应用Mann-Whitney U检验比较组间L4/L5椎间盘退行性变程度;以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果A组LI、IDA、DI、d1、d2、e1、e2、θ1、θ2均明显小于B组,差异有统计学意义(P < 0.05,表 1);A组LGLI、α1、α2均明显大于B组,差异有统计学意义(P < 0.05,表 1)。2组患者在45°双斜位X线片、腰椎CT上的左右两侧各参数差异均无统计学意义(P > 0.05,表 1),表明2组患者腰椎左右两侧对称。A组L4/L5椎间盘退行性变程度较B组严重(P < 0.05,表 2)。
将组间差异有统计学意义的参数进行相关分析,Taillard指数与LI、θ1、θ2呈负相关(r=-0.503、r=-0.319、r=-0.394),与LGLI呈正相关(r=0.671);LI与IDA呈正相关(r=0.591);α1与e1/h1、θ1呈负相关(r=-0.439、r=-0.355);DI与α2呈负相关(r=-0.513)。
3 讨论腰椎峡部是腰椎后柱重要的应力集中部位。对于L4峡部而言,L3下关节突对其有向前下的压应力,促进L4向前下滑动;L5上关节突对其有向后上的反作用力,防止L4向前下滑动。由于L3下关节突的应力来自于上半部身体质量的部分应力,而L5上关节突产生压力作用后的反作用力,因此L3下关节突的应力偏大,二者的合力最终产生促使L4前滑脱的作用效应。本研究发现L4退行性滑脱患者L3下关节突、L5上关节突与L4峡部的距离(d、e)均明显小于L4/L5椎间盘突出症患者,是小关节突关节发生退行性变,导致关节囊松弛、关节间隙变窄所致,进而引起应力缓冲区域减小,关节突对峡部的应力增大,最终产生L4前滑脱。
本研究结果显示L4退行性滑脱组LI、IDA明显小于L4/L5椎间盘突出组,LI、IDA实际上反映的是椎体的楔形变程度,楔形变越大,椎体越容易滑脱,LI与Taillard指数呈负相关,而LI与IDA呈正相关也正说明了这一点,椎体楔形变越大,向前的剪切力越大,滑脱越容易进展,因此LI是腰椎滑脱发生和进展的一个危险因素。
LGLI反映腰部重心在S1平面上的位置,重心越靠前,LGLI越大,重力向前下方的分力越大,越容易促进L4向前滑脱。本研究显示,L4退行性滑脱患者LGLI大于L4/L5椎间盘突出症患者,且Taillard指数与LGLI呈正相关,说明LGLI的增大既可能是L4退行性滑脱加重的危险因素,又可能是L4退行性滑脱发生造成的后果,还可能是二者相互作用的结果。
腰椎退行性变主要指腰椎椎间盘发生退行性变,最主要的表现就是椎间隙高度的降低。腰椎的稳定很大程度上来源于椎间盘,随着退行性变的发生和进展,椎间盘缓冲压应力和水平剪切力的功能逐渐减弱。王琳等[16]研究椎间盘退行性变在腰椎滑脱中的MRI表现时发现,Pfirrmann分级以Ⅲ、Ⅳ级为主。本研究中A组Pfirrmann分级Ⅲ和Ⅳ级者占95.2%,与王琳等[16]的研究结果接近。本研究选择L4退行性滑脱和L4/L5椎间盘突出症患者进行对比,2种疾病都属于腰椎退行性疾病,对比发现L4退行性滑脱组DI明显小于L4/L5椎间盘突出组,而Pfirrmann分级明显高于L4/L5椎间盘突出组,说明退行性腰椎滑脱存在比腰椎椎间盘突出更严重的椎间盘退行性变,也说明严重的椎间盘退行性变可能是退行性腰椎滑脱的一个重要原因。退行性腰椎滑脱常常合并腰椎椎间盘突出,这提示腰椎椎间盘突出可能进展为腰椎滑脱。
腰椎小关节由上位腰椎的下关节突和下位腰椎的上关节突组成,下关节突位于后内侧,上关节突位于前外侧,上关节突有阻挡下关节突向前滑移的应力,抑制上位腰椎向前滑脱,小关节面与水平面的位置关系决定了上关节突对下关节突阻挡应力的大小。小关节倾斜角正是反映小关节面与水平面的夹角,倾斜角为90°时,阻挡腰椎滑脱的应力最大,倾斜角越大小关节面越呈水平位,阻挡腰椎滑脱的应力越小[17]。本研究显示,L4退行性滑脱组患者小关节倾斜角(α)大于L4/L5椎间盘突出组,说明L4退行性滑脱的发生与L4下关节突在解剖上位置更偏向于水平位有关,这可能是L4退行性滑脱发生的一个重要原因。
小关节角反映腰椎小关节面与矢状面的关系,小关节角越小,小关节面越呈矢状位。在腰椎屈伸运动中,偏矢状位的小关节相对于偏冠状位的小关节更容易做大范围的屈伸运动,这是腰椎活动度的主要贡献因素,但这种偏矢状位的小关节拮抗腰椎前滑脱的功能大为减低,L4/L5小关节面更偏向矢状位,可能是腰椎滑脱通常发生在L4,5节段的一个重要原因。黄磊涛等[18]通过对腰椎小关节矢状化与腰椎退行性滑脱进行相关性研究发现,腰椎小关节矢状化可能是腰椎退行性滑脱发生的一个重要因素。Robertson等[19]研究认为,小关节角 < 38°时易发生腰椎退行性滑脱。本研究中L4退行性滑脱组两侧小关节角均 < 38°,且均小于L4/L5椎间盘突出症患者。因此小关节角的减小即小关节面偏矢状位是L4退行性滑脱发生的一个重要原因。
综上所述,椎间盘退行性变、小关节倾斜角增大、LGLI增大、小关节角减小、LI减小、腰椎IDA减小、关节突至峡部距离减小可能是发生L4退行性滑脱的危险因素。L4退行性滑脱的影响因素较多,本研究样本量较小,且为回顾性研究,对各影响因素之间的关系未能深入分析,相关结论仍需大样本量的研究进一步验证。
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