李志賞，閆廣輝，張慶勝，武佳奇，靳憲輝

（河北醫(yī)科大學(xué)附屬哈勵遜國際和平醫(yī)院，河北 衡水 053000）

新進(jìn)展研究

年齡相關(guān)的腰椎小關(guān)節(jié)三維角度的變化規(guī)律*

李志賞，閆廣輝，張慶勝，武佳奇，靳憲輝

（河北醫(yī)科大學(xué)附屬哈勵遜國際和平醫(yī)院，河北 衡水 053000）

目的研究腰椎小關(guān)節(jié)橫斷面、冠狀面及矢狀面方向隨著時(shí)間變化規(guī)律。方法選取250例無腰椎疾病的人員為研究對象。均采用X線及CT檢查，在3個(gè)平面上測量L3～L4、L4～L5、L5～S1小關(guān)節(jié)角度。結(jié)果在橫斷面，腰椎小關(guān)節(jié)角及前內(nèi)側(cè)角隨著年齡增大而減小，后外側(cè)角無明顯變化；在冠狀面上，腰椎小關(guān)節(jié)角隨年齡增大而減??；在矢狀面上，46歲以后，腰椎小關(guān)節(jié)角逐漸增大。結(jié)論隨著年齡增長，在橫斷面：腰椎小關(guān)節(jié)逐漸矢狀化；冠狀面，腰椎小關(guān)節(jié)逐漸豎直向；矢狀面，腰椎小關(guān)節(jié)逐漸水平化。腰椎小關(guān)節(jié)隨時(shí)間變化規(guī)律，為臨床腰椎小關(guān)節(jié)置換提供參考數(shù)據(jù)。

年齡；腰椎小關(guān)節(jié)角；三維角度

腰椎小關(guān)節(jié)的方向性與腰椎間盤突出癥、退行性腰椎滑脫癥及腰椎管狹窄癥的相關(guān)性研究是目前腰椎小關(guān)節(jié)的研究熱點(diǎn)。有學(xué)者[1-4]認(rèn)為，腰椎小關(guān)節(jié)不對稱性、更偏矢狀位及腰椎小關(guān)節(jié)前內(nèi)側(cè)更偏冠狀位是引起腰椎退行性疾病的重要因素；一些學(xué)者否認(rèn)其相關(guān)性，究其原因，在于對腰椎小關(guān)節(jié)方向性的理論沒有統(tǒng)一認(rèn)識，目前存在兩種觀點(diǎn)，一則認(rèn)為腰椎退行性疾病的患者存在先天性小關(guān)節(jié)偏向性；另一則觀點(diǎn)認(rèn)為腰椎小關(guān)節(jié)方向性改變是腰椎退行性疾病過程中的病理改變，隨著時(shí)間推移，腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)在應(yīng)力增加的情況下進(jìn)行重新塑造的結(jié)果，非先天性存在，所以年齡與腰椎小關(guān)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)是腰椎小關(guān)節(jié)研究的重要方向。筆者認(rèn)為腰椎小關(guān)節(jié)是滑膜關(guān)節(jié)，隨著時(shí)間的變化，小關(guān)節(jié)逐漸磨損、微骨折，進(jìn)而小關(guān)節(jié)重塑，引起小關(guān)節(jié)方向性的改變。

目前，常見的對腰椎小關(guān)節(jié)測量多為選取椎體矢狀力線與腰椎小關(guān)節(jié)上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面前后點(diǎn)的連線為腰椎小關(guān)節(jié)角，但是該測量忽略了腰椎小關(guān)節(jié)前內(nèi)側(cè)偏冠狀位，后外側(cè)偏矢狀位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，這種雙向結(jié)構(gòu)可能與其功能相關(guān)，腰椎小關(guān)節(jié)前內(nèi)側(cè)部分是其對抗腰椎前向剪力的主要結(jié)構(gòu)，前內(nèi)側(cè)部分是腰椎小關(guān)節(jié)增生內(nèi)聚導(dǎo)致腰椎管狹窄的重要結(jié)構(gòu)。因此把腰椎小關(guān)節(jié)分為前內(nèi)側(cè)角、后外側(cè)角進(jìn)行測量符合腰椎小關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[1]。以往對腰椎小關(guān)節(jié)的研究只側(cè)重于單平面，而腰椎小節(jié)為三維立體結(jié)構(gòu)，單一平面的研究不能充分顯示小關(guān)節(jié)的形態(tài)[2]。本研究通過在橫斷面測量腰椎小關(guān)節(jié)角、前內(nèi)側(cè)角、后外側(cè)角，在冠狀面測量冠狀面角，在矢狀面測量矢狀面角，對正常不同年齡段的腰椎小關(guān)節(jié)進(jìn)研究，以了解正常人腰椎小關(guān)節(jié)形態(tài)分布規(guī)律，進(jìn)一步探討腰椎小關(guān)節(jié)方向性在腰椎退行性疾病發(fā)展過程中的作用。

1 資料與方法

1.1研究對象

選取2011年8月-2015年10月河北醫(yī)科大學(xué)附屬哈勵遜國際和平醫(yī)院行腰椎X線、CT檢查及腹部CT檢查的250例健康體檢及門診患者。影像未見腰椎滑脫及明顯畸形、間盤突出、腫瘤等。所有病例根據(jù)年齡區(qū)分為5個(gè)組，26～35歲組，36～45歲組，46～55歲組，56～65歲組，66歲及以上組，每組男女各25例。

1.2影像學(xué)檢查及測量方法

1.2.1檢查方法行腰椎正側(cè)位X線及CT檢查，圖像要清晰可分辨，正側(cè)位X線檢查體位標(biāo)準(zhǔn)。對L3～S1節(jié)段進(jìn)行常規(guī)螺旋CT檢查，掃描平面與椎間隙平行，掃描條件：Sensation 64 CT機(jī)，120 kV，200mA，層厚3mm，層距3mm，如果CT橫斷面與終板的夾角大于5°者則舍去該病例資料。分別在X線、CT圖像上測量腰3～骶1節(jié)段橫斷面、冠狀面、矢狀面腰椎小關(guān)節(jié)角。

圖1　橫斷面上：腰椎小關(guān)節(jié)各角度測量示意圖

圖2　冠狀面上：腰椎小關(guān)節(jié)角度測量示意圖

圖3　矢狀面上：腰椎小關(guān)節(jié)角度測量示意圖

1.2.2測量方法測量方法及測量工具均在計(jì)算機(jī)上完成，分別為一位影像科醫(yī)師和脊柱外科醫(yī)師應(yīng)用本院影像診斷系統(tǒng)“實(shí)達(dá)PACS臨床系統(tǒng)”分別進(jìn)行測量，取其平均數(shù)。①橫斷面角度測量：在以窗寬1500HU、窗位450HU測量所得，選取L3～L4、L4～L5、 L5～S13個(gè)節(jié)段經(jīng)過下位椎體上終板的平掃平面，取腰椎上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面前后兩端點(diǎn)連線（A和B），與同椎體正中矢狀線的夾角為腰椎小關(guān)節(jié)角[4]，記作角1，取線段AB的垂線與上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面交點(diǎn)的最長線段，其與上關(guān)節(jié)面的交點(diǎn)為C點(diǎn)，直線CB和AC的延長線與正中矢狀線組成前內(nèi)側(cè)角，記作角2和后外側(cè)角，記作角3。每例均測量L3～S13個(gè)節(jié)段左右側(cè)的3個(gè)角度，因既往研究發(fā)現(xiàn)正常人左右側(cè)腰椎小關(guān)節(jié)無明顯差異[1-4]，所以取左右角度的平均值（見圖1）。②冠狀面角度測量：在正位X線上測量左右兩側(cè)腰椎小關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)面與同椎體中軸線的夾角分別為∠1、∠2（見圖2），計(jì)算∠1、∠2的平均數(shù)。③矢狀面角度測量：在側(cè)位X線片上測量腰椎小關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)面與椎體后緣連線的夾角∠1（見圖3）。

1.3主要觀察指標(biāo)

分別觀察5個(gè)年齡段腰椎小關(guān)節(jié)L3～4，L4～5，L5～S1節(jié)段腰椎小關(guān)節(jié)角度在橫斷面、冠狀面及矢狀面上隨著年齡變化的規(guī)律。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，相同節(jié)段不同年齡組之間比較用多個(gè)獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)（趨勢的秩檢驗(yàn)），P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1橫斷面腰椎小關(guān)節(jié)角度比較

橫斷面上：相同腰椎節(jié)段腰椎小關(guān)節(jié)角（角1）和前內(nèi)側(cè)角（角2）隨著年齡的增大，而逐漸減小（P< 0.05）；腰椎后外側(cè)角（角3）比較，各年齡組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見表1。

表1　橫斷面腰椎小關(guān)節(jié)角度情況（°）

2.2冠狀面腰椎小關(guān)節(jié)角度比較

冠狀面上：相同腰椎節(jié)段，隨著年齡的增大，腰椎橫斷面角逐漸減?。≒<0.05）。見表2。

表2　冠狀面腰椎小關(guān)節(jié)角度情況（°）

2.3矢狀面腰椎小關(guān)節(jié)角度比較

矢狀面角度：26歲組、36歲組、46歲組矢狀面角度比較無明顯差異（P>0.05），46歲組之后各組比較隨著年齡的增大，矢狀面角逐漸增大（P<0.05）。見表3。

表3　矢狀面腰椎小關(guān)節(jié)角度情況（°）

3 討論

腰椎活動功能單位是由前側(cè)的椎間盤和后方兩側(cè)的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)構(gòu)成，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)是脊柱唯一的滑膜關(guān)節(jié)，其表面覆蓋為透明軟骨；正常情況下前方的椎間盤是主要的承重結(jié)構(gòu)，兩側(cè)的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)提供后方的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其對腰椎軸向活動具有限制作用。一般認(rèn)為腰椎小關(guān)節(jié)退變繼發(fā)于椎間盤退變[5]，隨著椎間盤退變（高度丟失等），造成腰椎節(jié)段性不穩(wěn)定，繼而腰椎小關(guān)節(jié)軟骨退變，腰椎小關(guān)節(jié)重建。

近年來，人們開始對腰椎小關(guān)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的研究，大多數(shù)研究小關(guān)節(jié)多為橫斷面的角度測量[6-8]，少數(shù)學(xué)者開始關(guān)注矢狀位小關(guān)節(jié)形態(tài)變化[9]，而小關(guān)節(jié)是立體結(jié)構(gòu)，單平面不足以描述腰椎小關(guān)節(jié)的形態(tài)特點(diǎn)，且腰椎小關(guān)節(jié)形態(tài)隨著時(shí)間的變化而改變。本研究嘗試從橫斷面、冠狀面、矢狀面3個(gè)平面研究腰椎小關(guān)節(jié)的角度，以及隨著時(shí)間的變化，查看腰椎小關(guān)節(jié)變化規(guī)律，以期提供正常人腰椎小關(guān)節(jié)在各年齡組的變化規(guī)律，為臨床篩查腰椎退行性疾病高危人群及盡早臨床干預(yù)提供理論依據(jù)。再者腰椎后路動態(tài)內(nèi)固定術(shù)正逐步應(yīng)用到臨床，其中人工腰椎小關(guān)節(jié)置換術(shù)產(chǎn)生正在逐步進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用，而人工關(guān)節(jié)置換術(shù)需盡量接近小關(guān)節(jié)的正常解剖結(jié)構(gòu)，本研究從3個(gè)平面測量腰椎小關(guān)節(jié)在不同年齡段的角度，力圖達(dá)到精準(zhǔn)化，為人工腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)置換提供精確的理論數(shù)據(jù)參考。

對于腰椎小關(guān)節(jié)方向改變的原因，筆者認(rèn)為衰老與退變是密切相關(guān)，衰老是人類正常的退變過程，其影響脊柱的所有結(jié)構(gòu)，包括腰椎間盤及小關(guān)節(jié)，而椎間盤早在20歲以后就開始退變，腰椎小關(guān)節(jié)的退變是繼發(fā)于椎間盤退變的[5]，椎間盤退變導(dǎo)致腰椎應(yīng)力重新分布，引起小關(guān)節(jié)受力增大，進(jìn)而小關(guān)節(jié)病態(tài)發(fā)展。FUJIWARA[10]認(rèn)為，腰椎小關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎造成關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)磨損及小骨折，引起腰椎小關(guān)節(jié)面創(chuàng)傷性改變，使其從冠狀面形成矢狀面。DUNLOP等[11]認(rèn)為，腰椎小關(guān)節(jié)前內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)面磨損程度較高，隨著年齡的增大，腰椎小關(guān)節(jié)前內(nèi)側(cè)面應(yīng)力增大，繼而造成小關(guān)節(jié)矢狀方向的變化[12]。

橫斷面上，筆者發(fā)現(xiàn)在腰椎小關(guān)節(jié)角及前內(nèi)側(cè)角隨著年齡的逐漸增大而減小，而后外側(cè)角無明顯差異，即腰椎小關(guān)節(jié)尤其前內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)面逐漸向矢狀位方向變化，與以上觀點(diǎn)相似。而冠狀面上，隨著年齡的增大，腰椎冠狀面角逐漸減小，即逐漸向豎直方向發(fā)展。在矢狀面上，26～35歲組、36～45歲組及46～55歲組之間無明顯差異，46～55歲組之后，隨著年齡的增長，腰椎矢狀面角逐漸增大，即腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)逐漸偏向水平位。筆者推測腰椎前屈、后伸為主要的活動，隨著時(shí)間的推移及腰椎頻繁的前屈、后伸，造成腰椎小關(guān)節(jié)面重新再造，在冠狀面上，逐漸形成更利于屈伸活動的矢狀方向發(fā)展；在矢狀面上，逐漸形成更利于屈伸活動的水平方向發(fā)展。

根據(jù)生物力學(xué)相關(guān)原理：腰椎小關(guān)節(jié)的變化與其承受的應(yīng)力相關(guān)，在一定負(fù)荷力作用下，關(guān)節(jié)接觸面積越小，抗椎間移動力越小，滑脫越容易發(fā)生，而兩側(cè)腰椎小關(guān)節(jié)不對稱，更加重了一側(cè)小關(guān)節(jié)受力負(fù)荷，增加了纖維環(huán)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，破壞腰椎的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，降低抗滑脫力，更容易引起椎間前滑移[13]。按照其原理分析，橫斷面上，腰椎小關(guān)節(jié)更偏矢狀位，則抗滑脫力更?。还跔蠲嫔?，小關(guān)節(jié)更偏豎直方向，關(guān)節(jié)面接觸少，受力越小，其抗滑移力越?。辉谑笭钗簧?，腰椎小關(guān)節(jié)越偏水平位，則腰椎更容易滑脫。本研究數(shù)據(jù)推理隨著年齡的增長，腰椎小關(guān)節(jié)抗椎間滑移的力量逐漸減小。特別是46歲以后腰椎在矢狀面上的角度逐漸偏向水平位，這就對于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)之間的抗阻力逐漸減小，更容易引起腰椎之間的滑移，造成腰椎退行性滑脫。

本研究總結(jié)出正常人各年齡節(jié)段腰椎小關(guān)節(jié)在橫斷面、冠狀面及矢狀面關(guān)節(jié)形態(tài)學(xué)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，為臨床腰椎人工小關(guān)節(jié)置換提供參考數(shù)據(jù)；衰老伴隨著腰椎小關(guān)節(jié)重塑，引起腰椎小關(guān)節(jié)在橫斷面上更向矢狀位發(fā)展，在冠狀面更向豎直方向發(fā)展，矢狀面上更向水平方向發(fā)展，更容易造成腰椎之間不穩(wěn)，可能是引起退行性滑脫的危險(xiǎn)因素。

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（張蕾編輯）

Age-related changes in three-dimensional angle of lumbar facet joints*

Zhi-shang Li，Guang-hui Yan，Qing-sheng Zhang，Jia-qi Wu，Xian-hui Jin
（Harrison International Peace Hospital affiliated Hebei Medical University，Hengshui，Hebei 053000，China）

Objective To study the age-related changes of the lumbar facet joints in axial，coronal and sagittal plane.Methods Subjects of 250 patients without lumbar disease were selected as the research objects.All patients

X-ray and CT scanning.The facet angles at L3-L4，L4-L5 and L5-S1 were measured in axial，sagittal and coronal plane.Results The lumbar facet joint angle and the anterior medial angle decreased with age，and no significant changes were found in the posterior lateral angle in axial and coronal plane.In the sagittal plane，the lumbar facet joint angle gradually increased after 46 years old.Conclusions The lumbar facet angles were more sagittal in axial plane，more erect in coronal plane and more level in sagittal plane as the age increases.Lumbar facet joint changes with time provide reference data for clinical lumbar facet joint replacement.

Age；lumbar facet joint angle；three-dimensional angle

R 681.53

B

10.3969/j.issn.1005-8982.2016.20.016

1005-8982（2016）20-0078-04

2016-03-31

2013年度河北省省級科技計(jì)劃項(xiàng)目（No：132777152）

閆廣輝，E-mail：doctorguanghui@163.com