楊毅，陳彪

·新進展研究·

脊柱負荷增加對腰椎骨質(zhì)增生及腰椎間盤病變影響的CT研究

楊毅，陳彪

（吉林北華大學第一臨床醫(yī)學院CT、MRI科，吉林吉林132011）

目的探討脊柱負荷對腰椎骨質(zhì)增生及腰椎間盤病變的影響。方法回顧性分析342例腰椎骨質(zhì)增生及椎間盤病變患者的CT表現(xiàn)，其中研究組173例，對照組169例。結(jié)果①腰椎間盤病變：研究組與對照組比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。研究組以不對稱性椎間盤膨出（109/173）發(fā)病率最高，對照組以對稱性椎間盤膨出（62/169）發(fā)病率最高。②腰椎骨質(zhì)增生，研究組與對照組比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。③兩組病例，腰椎體骨質(zhì)增生及椎間盤病變順序無差異，骨質(zhì)增生為：椎體前緣、椎體側(cè)緣、椎體后緣。腰椎間盤病變?yōu)椋貉?、5，腰5骶1，腰3、4，腰2、3，腰1、2。④兩組病例，腰椎體骨質(zhì)增生及椎間盤病變發(fā)病率：研究組與對照組比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。結(jié)論脊柱負荷與腰椎骨質(zhì)增生及腰椎間盤病變發(fā)病率呈正相關(guān)。

X線計算機斷層掃描；腰椎間盤膨出；腰椎間盤突出；腰椎骨質(zhì)增生

腰椎骨質(zhì)增生及腰椎間盤病變是腰椎的常見疾病，致病因素很多，脊柱負荷增加是眾多致病因素中的一種，且脊柱負荷增加所致腰椎及腰椎間盤病變區(qū)別于其他致病因素又具有自己的特點。多排螺旋CT可以對腰椎骨質(zhì)增生及腰椎間盤病變清晰顯示，且可多方位、多平面重建進行觀察，尤其對于腰椎骨質(zhì)增生的顯示，明顯優(yōu)于MRI，運用多排螺旋CT對脊柱負荷增加所致腰椎骨質(zhì)增生及腰椎間盤病變進行深入的研究，將對臨床相關(guān)疾病的治療和預防起到很大的指導作用。現(xiàn)對吉林北華大學第一臨床醫(yī)學院2011年3月-2014年2月相關(guān)臨床病例的CT表現(xiàn)進行回顧性分析，報告如下。

1 資料與方法

1.1研究對象

選取2011年3月-2014年2月本院收治的腰椎間盤患者共342例，均為男性，年齡31～45歲。A組（研究組）：173例，為腰椎負荷較大者（體力勞動者、長時間保持端坐姿勢人員，如：長期伏案工作人員、司機），平均年齡（35.3±2.4）歲；B組（對照組）：169例，（除A組條件以外的隨機病例），平均年齡（37.8±3.1）歲。研究組及對照組按年齡31～35歲、36～40歲、41～45歲進行分組。其中研究組31～35歲組52例，36～40歲組61例，41～45歲60例，對照組31～35歲組57例，36～40歲組46例，41～45歲組66例。

1.2方法

采用西門子Definite 128層螺旋CT掃描機，掃描條件：仰臥位，頭先進，頭至腳方向，160 kV，364 mAs，層厚0.6 cm，螺距0.6 cm，行胸10-骶5容積掃描，于西門子WWMP工作站行層厚2 mm，層距2 mm，骨窗（窗寬500、窗位120），腰椎冠狀位、矢狀位重建，層厚1 mm，層距2 mm，軟組織窗（窗寬320，窗位50），平行于各腰椎間盤橫軸位重建。

1.3統(tǒng)計學方法

采用SPSS 12.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計數(shù)資料用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1兩組病例腰椎間盤病變CT表現(xiàn)

研究組以不對稱性椎間盤膨出（109/173）發(fā)病率最高，對照組以對稱性椎間盤膨出（62/169）最高。隨脊椎負荷的增大，病變范圍增大，且多為兩個或兩個以上椎間盤同時發(fā)病。見表1。

表1　兩組病例腰椎間盤病變CT表現(xiàn)

2.2兩組病例腰椎骨質(zhì)增生分布

發(fā)病率由高至低的順序為：椎體前緣、椎體側(cè)緣、椎體后緣。隨脊椎負荷的增大，病變范圍增大，且多為2個或2個以上椎體同時發(fā)病。見表2。

表2　兩組病例腰椎骨質(zhì)增生分布

2.3腰椎骨質(zhì)增生及腰椎間盤病變隨年齡變化的分布情況

隨年齡增長，腰椎骨質(zhì)增生及腰椎間盤病變的發(fā)病率逐漸增加。研究組與對照組比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。研究組與對照組內(nèi)相鄰年齡組間比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。研究組內(nèi)最大年齡組與最小年齡組間比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

表3　隨年齡變化，腰椎骨質(zhì)增生及腰椎間盤病變的分布

3 討論

本研究主要是對腰椎骨質(zhì)增生及椎間盤病變的觀察，椎間盤病變?yōu)樽甸g盤的膨出、突出，腰椎的病變主要是骨質(zhì)增生。目前，對腰椎骨質(zhì)增生及椎間盤病變的臨床表現(xiàn)及診治方面的研究較多，但尚缺乏對其發(fā)生機制的統(tǒng)一認識，目前最為普遍的是“退行性變學說”和“應力分布不均學說”。

腰椎間盤由軟骨終板、纖維環(huán)及髓核3部分組成，具有連接椎體、減小椎體摩擦、緩解震蕩的作用。在人體的脊柱中，腰椎的椎體、附件及椎間盤與頸椎、胸椎比較體積是最大的，以此確保腰椎與周圍的肌肉、韌帶有較大的結(jié)合面積，從而使腰段脊柱具有更強的承重能力及更大的活動范圍。相反，影響腰椎及椎間盤功能狀態(tài)的因素也大大增加，諸多因素的疊加，平衡狀態(tài)被打破，導致腰椎及腰椎間盤病變的發(fā)生。

“退行性變學說”認為，椎間盤的生理性退變一般始于20歲以后，隨著年齡的增長，椎間盤含水量減少，彈性降低，這些首先開始于椎體終板，終板變薄、不完整，纖維環(huán)失去附著點而變薄弱、松馳。纖維環(huán)出現(xiàn)網(wǎng)狀、玻璃樣變及裂隙改變，并向周圍膨出［1］。纖維環(huán)的含水量也從以前的78%降為70%左右，髓核內(nèi)含水量也由20歲以下的85～90%逐漸下降［2］，髓核含水量的降低，導致髓核的干燥、碎裂，加之纖維環(huán)變松馳，椎間盤即局限性或廣泛性地超出椎體范圍之外，形成椎間盤膨出、突出。

本次研究組與對照組的年齡選擇均為31～45歲，年齡的跨度不大，退行性變對組間腰椎的影響并不明顯，從對照組及研究組的3個年齡組間的比較來看，都說明這一點，對照組的3個年齡組間的比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；對照組以對稱性椎間盤膨出的發(fā)病率最高；研究組的3個年齡組的比較，31～35歲組與36～40歲組、36～40歲與41～45歲組比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），這些都是與“退行性變學說”是相符的。研究組只有31～35歲組與41～45歲組比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），這說明在退行性變的基礎(chǔ)上，又疊加脊柱負荷增加的作用，而脊柱負荷的增加，對椎間盤不同位置的影響是不同的，從而使椎間盤出現(xiàn)不對稱性膨出，而有別于退行性變所致的椎間盤對稱性膨出，從而使年齡相差比較大的兩組病例間，出現(xiàn)有統(tǒng)計學意義的對比，同時研究組與對照組的比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），這些都證明脊柱負荷的增加與椎間盤病變的關(guān)系是正相關(guān)的。

椎體的骨質(zhì)增生，“退行性變學說”認為是由于一系列退行性變引起椎間關(guān)節(jié)失穩(wěn)，為了保證椎體的穩(wěn)定性、代償性引起的［3］。通過對研究組與對照組數(shù)據(jù)的對比分析，本次研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)增生的發(fā)生率在腰椎的不同部位是不相同的，對照組骨質(zhì)增生發(fā)生于椎體前緣的（40/169），椎體側(cè)緣的（21/169），椎體后緣的（13/169），研究組骨質(zhì)增生發(fā)生于椎體前緣的（53/173），椎體側(cè)緣的（39/173），椎體后緣的（21/173），這種現(xiàn)象，如果單純的用退行性變來解釋，未免有些過于片面。

“應力分布不均學說”認為，正常椎間盤髓核比纖維環(huán)承受壓力大，椎間盤退行性變后最大壓力由髓核移向纖維環(huán)，尤其是前、后方纖維環(huán)，這種壓力分布的改變導致椎體內(nèi)部骨質(zhì)稀疏，椎體前、后方骨皮質(zhì)密度增高，從而形成椎體骨質(zhì)增生［4］。從對此次研究組與對照組的數(shù)據(jù)分析來看，不能完全用這種學說來解釋，因為從本次得到的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，研究組與對照組椎體骨質(zhì)增生發(fā)生率由高至低的順序都是：椎體前緣—椎體側(cè)緣—椎體后緣，椎體前緣骨質(zhì)增生的發(fā)生率高于椎體后緣，椎體兩側(cè)緣骨質(zhì)增生發(fā)生率也較椎體后緣為高，并且隨著脊柱負荷的增加，椎體各部骨質(zhì)增生的發(fā)生率也都相應提高，研究組與對照組的椎體前緣增生發(fā)生率分別為：53/173、40/169，椎體側(cè)緣增生發(fā)生率分別為：39/173、21/169，椎體后緣增生發(fā)生率分別為21/173、13/169。這與“應力分布不均學說”的理論是不相符的。

NAGANO等［5］提出骨質(zhì)增生來源于纖維環(huán)成纖維細胞的增生，化生為軟骨細胞，這些軟骨細胞增殖越過椎間盤邊緣產(chǎn)生軟骨內(nèi)化骨而變成骨質(zhì)增生。卞琴等［6］通過動物實驗對其在細胞水平進行了驗證，她通過對長期（9個月）直立大鼠的腰椎研究發(fā)現(xiàn)，大鼠的腰椎邊緣靠近椎間盤的部位出現(xiàn)骨質(zhì)增生，并且該骨質(zhì)增生與椎間盤纖維環(huán)外環(huán)連續(xù)，中心部位細胞量較多，邊緣部位基質(zhì)多，且有細胞從纖維環(huán)外層向骨質(zhì)增生中心爬行的趨勢。本實驗證明，當脊柱垂直方向的受力增加后，腰椎骨質(zhì)增生的細胞水平的變化特點，但他們均未對椎體骨質(zhì)增生的好發(fā)部位做進一步的研究。JIN等［7］則通過對15例中孕期胎兒腰椎標本行免疫組織化學研究，證實前縱韌帶-骨界面保留骨化潛能，當某種因素使該潛能得到激發(fā)，則可以形成相應部位的骨質(zhì)增生。綜合以上幾個觀點，結(jié)合此次對研究組數(shù)據(jù)的觀察，筆者認為，腰椎體骨質(zhì)增生之所以出現(xiàn)椎體的前、側(cè)、后緣發(fā)病率由高至低的現(xiàn)象，是由于脊柱負荷的增加，使前縱韌帶-骨界面的骨化潛能得以激發(fā)而出現(xiàn)骨化，同時使相鄰部纖維環(huán)成纖維細胞增生、化生為軟骨細胞，產(chǎn)生軟骨內(nèi)化骨，加之椎體邊緣的共同骨化作用，而出現(xiàn)椎體前緣及側(cè)緣的骨質(zhì)增生，同時疊加椎體邊緣由于椎體的退行性改變而致的骨質(zhì)增生，形成本次研究中所觀察到的椎體的前、側(cè)、后緣的不同程度的骨質(zhì)增生。

通過研究組及對照組數(shù)據(jù)的對比可觀察到，研究組與對照組的腰椎間盤病變特點有區(qū)別：①研究組椎間盤病變以不對稱性椎間盤膨出最多見，對稱性椎間盤膨出次之，椎間盤突出發(fā)病率最低。②對照組則是以對稱性椎間盤膨出最多見，椎間盤突出次之，椎間盤不對稱性膨出發(fā)病率最低。腰椎骨質(zhì)增生，研究組高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0. 05）。椎體骨質(zhì)增生與腰椎間盤病變的發(fā)病順序，研究組與對照組沒有區(qū)別，①腰椎骨質(zhì)增生的部位由高至低依次為：椎體前緣-側(cè)緣-后緣。②椎間盤病變由高至低依次為：腰4、5，腰5骶1，腰3、4，腰2、3、腰1、2。腰椎體骨質(zhì)增生及椎間盤病變發(fā)病率，研究組與對照組比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

綜上所述，腰椎病變是日常生活中的常見病和多發(fā)病，它在很大程度上降低人們的生活質(zhì)量，很多因素都可以致病，本研究僅通過對脊柱負荷增加后與對照組腰椎及椎間盤改變的數(shù)據(jù)比較分析，探討脊柱負荷增加導致腰椎及椎間盤病變的機制，從而為人們在以后的生活中盡可能地減少和避免該類致病因素的接觸，減少病變的發(fā)生，提供相應的理論依據(jù)。當然，腰椎及椎間盤病變的致病因素還有很多，將有待于進一步去研究、去探索。

［1］白人駒，張雪林，主編.醫(yī)學影像診斷學［M］.第3版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2014：594.

［2］高元桂，蔡幼銓，蔡祖龍，主編.磁共振成像診斷學［M］.第1版.北京：人民軍醫(yī)出版社，2004：280-281.

［3］HOMMINGA J，AQUARIUS R，BULSINK VE，et al.Can vertebral density changes be explained by intervertebral disc degeneration［J］.Med Eng Phys，2012，34（4）：453-458.

［4］王與榮，邵宣.頸椎退變與頸椎病［J］.北京：人民軍醫(yī)出版社，1993：24-25.

［5］NAGANO T，YUNENOBU K，MIYATNOTO S，et al.Distribution of the basic fibroblast growth factor and its receptor gene expression in normal and degenerated rat intervertebral discs［J］. Spine，1995，20（18）：1972-1978.

［6］卞琴，梁倩倩，侯煒，等.長期直立與大鼠腰椎骨質(zhì)增生的關(guān)系［J］.中國脊柱脊髓雜志，2009，19（1）：60-63.

［7］JIN ZW，SONG KJ，LEE NH，et al.Contribution of the anterior longitudinal ligament to ossification and growth of the vertebral body：an immunohistochemical study using the human fetal lumbar vertebrae［J］.Surg Radiol Anat，2011，33（1）：11-18.

（張蕾編輯）

CT study on effect of spine overload to lumbar osteosis and intervertebral disc disorder

Yi YANG，Biao CHEN
（Department of CT&MRI，the First Clinical College，Beihua University，Jilin，Jilin 132011，P.R.China）

【Objective】To research the impact of spine loads to lumbar osteosis and lumbar intervertebral disc lesion.【Methods】CT features of lumbar osteosis and intervertebral disc lesion of 342 samples were retrospectively analyzed.The research group included 173 samples and the control group had 169 samples.【Results】①There was a significant difference in the lumbar intervertebral disc lesion between the research group and control group（P＜0.05）.The incidence of dissymmetric disc prolapse（109/173）was the highest in the research group，while that of symmetric disc prolapse（62/169）was the highest in the control group.②The features of lumbar osteosis of the research group was significantly different from that of the control group（P＜0.05）.③There was no difference in the order of lumbar hyperosteogeny and intervertebral disc lesion between both groups.The order of hyperosteogeny was the front of vertebral body，the lateral sides of vertebral body and posterior margin of vertebral body.The order of intervertebral disc lesion was L4-L5，L5-S1，L3-L4，L2-L3 and L1-L2.④The incidences of lumbar hyperosteogeny and intervertebral disc lesion were significantly different between both group（P＜0.05）.【Conclusions】The incidences of lumbar hyperosteogeny and intervertebral disc lesion increase with the increase of spine load.

X-ray computed tomography；lumbar disc hernia；lumbar intervertebral disc protrusion；lumbar osteosis

R681.5

B

1005-8982（2015）36-0073-04

2015-01-22