王錕,孫曉亮△,吳國鋒,周劍,孫晗,袁峰
退行性脊椎滑脫(Degenerative spondylolisthesis,DS)是由于長期的椎間盤、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)以及周圍韌帶的退變、松弛而導(dǎo)致的椎間關(guān)節(jié)出現(xiàn)的不穩(wěn)定,表現(xiàn)為上位脊椎向前、向后或向側(cè)方發(fā)生滑移[1]。DS通常是無癥狀的,由腰椎退行性病變引起椎管狹窄從而導(dǎo)致下腰痛和神經(jīng)功能障礙;此外,有癥狀的DS患者經(jīng)常規(guī)保守治療后由于癥狀惡化,而最后需要手術(shù)治療[2-3]。到目前為止,已經(jīng)有許多關(guān)于DS的病因?qū)W研究,爭議比較多的幾個誘發(fā)因素包括年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)和矢狀面小關(guān)節(jié)角度[4-5]。另有研究發(fā)現(xiàn),DS與脊柱骨盆矢狀面參數(shù)之間存在密切相關(guān)性,而且很可能是導(dǎo)致DS發(fā)生的一個重要機械因素[6-7]。以往多項研究證實DS主要發(fā)生在成人L4節(jié)段,而關(guān)于DS發(fā)生在L3節(jié)段的報道甚少,對其發(fā)病機制仍不十分清楚[8-9]。因此,本研究目的是探討在L3節(jié)段DS的發(fā)生發(fā)展的病理機制。
1.1 研究對象 收集2012年5月—2017年6月在我院接受腰椎后路減壓術(shù)治療的腰椎管狹窄患者300例,按照納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)共篩查僅合并L3DS患者35例作為L3DS組,另選取與之匹配的無DS患者40例作為非DS組。L3DS組男17例,女18例,平均年齡(63.37±8.32)歲,BMI(23.55±1.72)kg/m2;非DS組患男21例,女19例,平均年齡(63.68±8.00)歲,BMI(23.39±1.58)kg/m2。2組患者年齡(t=0.164)、性別(χ2=0.115)、BMI(t=0.421)比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)患者診斷符合腰椎管狹窄癥:雙下肢脹痛,行走時出現(xiàn)間歇性跛行發(fā)生下肢脹痛不適或放射性疼痛;CT或磁共振成像(MRI),椎管橫徑或縱徑<13 mm為相對狹窄,<11 mm為絕對狹窄。(2)患者接受腰椎后路減壓手術(shù)。(3)患者合并DS且僅限在L3節(jié)段。(4)影像學(xué)資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)患有脊柱腫瘤者。(2)脊柱畸形者。(3)腰椎間盤突出癥者。(4)脊柱結(jié)核及感染。(5)存在其他脊柱節(jié)段的DS。(6)脊柱骨折患者。
1.2 像學(xué)資料收集及參數(shù)的測量 所有患者均拍有術(shù)前標(biāo)準(zhǔn)的站立位腰椎正側(cè)位X線片及腰椎MRI并統(tǒng)一收集。在腰椎側(cè)位片上測量如下參數(shù):骨盆投射角(pelvic incidence,PI)、骨盆傾斜角(pelvic tilt,PT)、骶骨傾斜角(sacral slope,SS)、腰椎前凸角(lumbar lordosis,LL)及L3、L4、L5椎體的坡度,此外,在MRI上測量L3/4、L4/5小關(guān)節(jié)角度及 L3/4、L4/5、L5/S1椎間盤高度。
1.2.1 X線片參數(shù) (1)髖軸(hip axis,HA):雙側(cè)股骨頭中心連線的中點。(2)PI:HA至骶骨上終板中點連線與骶骨上終板中垂線的夾角。(3)PT:HA至骶骨上終板中點連線與縱垂線的夾角。(4)SS:骶骨上終板切線與水平線的夾角。(5)LL:L1椎體上終板切線與骶骨終板切線的夾角。(6)椎體坡度測量:以L3為例,是L3椎體的上終板切線與水平線的夾角,余椎體坡度測量同此法。見圖1。
Fig.1 Measurement of spine-pelvis sagittal plane parameters圖1 脊柱-骨盆矢狀面參數(shù)測量
1.2.2 MRI參數(shù) 小關(guān)節(jié)角度的測量:選取患者MRI橫斷面,先確定關(guān)節(jié)面的內(nèi)外兩端點,在L3小關(guān)節(jié)面斷層,其前內(nèi)端點處設(shè)為B點,后外端點處設(shè)為A點,連接兩點并延長而成一條直線,代表關(guān)節(jié)面總的方向。其次確定椎體的矢狀軸,以椎間盤區(qū)域中心設(shè)為C點,兩側(cè)椎板相連處內(nèi)側(cè)、棘突基部中心D點為另外一點,連接這兩點,代表腰椎的矢狀軸。如椎體后緣有骨贅,則根據(jù)椎體中心與棘突中點的連線作為中心線進行矯正[10];關(guān)節(jié)面兩點連線與椎體矢狀軸的后方交角即為小關(guān)節(jié)面角,最后取左右兩角的平均值,角度<45°為偏向矢狀面,角度≥45°為偏向冠狀面,測量所有患者的L3/4和L4/5的小關(guān)節(jié)角度。椎間盤的高度測量:在MRI矢狀面上測量L3/4、L4/5、L5/S1椎間盤的高度,較臨近正常椎間盤高度減少25%則定義為椎間盤高度降低。見圖2。
Fig.2 Schematic diagram of measurement of the angle of lumbar facet joint and the height of lumbar disc圖2 腰椎小關(guān)節(jié)角度和腰椎間盤高度測量示意圖
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 23.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理。符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,2組間均數(shù)比較采用獨立樣本t檢驗;計數(shù)資料以例(%)表示,組間比較采用χ2檢驗。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。
2.1 2組患者脊柱-骨盆參數(shù)及椎體坡度的比較 2組患者脊柱-骨盆矢狀面參數(shù)中PI、PT、SS、LL的比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。椎間盤的高度參數(shù)中L3DS組L3、L4、L5坡度均大于非DS組(P<0.01)。見表1。
2.2 2組患者小關(guān)節(jié)角度及椎間盤高度的比較 L3DS組中L3/4小關(guān)節(jié)角度小于非DS組(P<0.01),矢狀化明顯;2組L4/5小關(guān)節(jié)角度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表2。L3DS組L4/5腰椎間盤高度降低比例為45.83%(11/24),而非DS組僅為11.11%(4/36),2組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=5.357,P<0.05)。
本研究揭示了兩個重要的發(fā)現(xiàn):(1)L3DS組患者存在腰椎形態(tài)學(xué)的改變表現(xiàn)為L3/4節(jié)段腰椎坡度變大,小關(guān)節(jié)角度更偏向矢狀面。(2)在L3DS組中L4/5椎間盤高度降低比例明顯增多,推測在L3/4節(jié)段由于過多的壓力負荷導(dǎo)致與L4/5間接觸面減少可能是L3DS發(fā)生的一個額外重要原因。
L3DS發(fā)生的一個重要因素可能與腰椎斜坡的解剖學(xué)有關(guān)[11]。馬泓等[12]發(fā)現(xiàn)骨盆參數(shù)變化與L3DS發(fā)生率具有很高的相關(guān)性[12]。在脊柱椎體上的接觸力是由兩個分力合成的,一個力是平行于椎體的終板;另一個力是垂直于椎間盤[13]。Aono等[8]通過病例分析發(fā)現(xiàn)在L3DS患者中L4和L5的斜坡角度明顯大于L4DS組,但該研究并沒有測量L3斜坡角度。本研究發(fā)現(xiàn)L3DS組患者L3、L4、L5坡度均大于非DS組。筆者推測L3節(jié)段坡度的增大是導(dǎo)致DS發(fā)生的主要原因。導(dǎo)致DS發(fā)生的另一個解剖學(xué)因素是腰椎小關(guān)節(jié)發(fā)生矢狀化[6],其產(chǎn)生機制主要是由于腰椎小關(guān)節(jié)矢狀化的增加從而導(dǎo)致其抵抗前向剪切力大大減少[14]。Schuller等[11]研究發(fā)現(xiàn)在L4DS組L4/5小關(guān)節(jié)角度的矢狀化程度較對照組僅有臨床癥狀,無明顯影像學(xué)上改變的患者明顯增大。在本研究中,L3/4小關(guān)節(jié)角度在L3DS組明顯比非DS組更加偏向矢狀化。相反,2組之間L4/5小關(guān)節(jié)角度的矢狀化沒有明顯差異。筆者認(rèn)為,如果患者在沒有L4/5節(jié)段的小關(guān)節(jié)角度矢狀化,而僅存在L3/4節(jié)段的小關(guān)節(jié)角傾向于矢狀化,DS發(fā)生在L3椎體的可能性大大增加。DS關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)偏向矢狀也有可能是骨穩(wěn)定結(jié)構(gòu)退變,功能減弱,骨重建再塑,也可能是由于腰椎滑脫引起的。
L3DS的發(fā)生除了上述形態(tài)學(xué)因素外,可能與L3/4處承受的過大應(yīng)力密切相關(guān)[6]。在以往的研究中,椎間盤退變主要是由于承受具大的負荷和壓力造成的,而L4/5椎間盤的退變是最常見的受累節(jié)段[15]。有研究報道稱近94%的腰椎管狹窄患者同時合并L4/5椎間盤退變的,如果椎間盤的退變首先發(fā)生在L4/5節(jié)段,那么由于機體為維持L4/5椎體間的相對穩(wěn)定,就會在上一節(jié)段——L3/4處產(chǎn)生過度的對抗應(yīng)力[6]。脊柱—骨盆矢狀面平衡現(xiàn)在越來越被大家重視,并被認(rèn)為是維持脊柱系統(tǒng)穩(wěn)定的一個極其重要因素[12.16]。脊柱—骨盆矢狀面的平衡在許多脊椎疾病中扮演了相當(dāng)重要的角色,一旦這種平衡被破壞將會引起一系列臨床癥狀,如脊柱不穩(wěn)、滑脫、側(cè)凸、小關(guān)節(jié)炎等[17]。在DS的發(fā)生發(fā)展過程中,與脊柱—骨盆矢狀面的相對平衡也具有密切關(guān)聯(lián),但脊柱—骨盆矢狀面的排列在L3DS發(fā)生的病理機制中并不起明顯作用[18-20]。筆者推測由于L4/5節(jié)段更靠近骶骨,因此相比于L3/4,其能通過形態(tài)學(xué)的特征更直接影響骨盆形態(tài)。
Tab.1 Comparison of measurement parameters between two groups of patients表1 2組患者脊柱-骨盆矢狀面參數(shù)的比較
Tab.2 Comparison of the facet joint angle and intervertebral disc height between the two groups of patients表2 2組患者的小關(guān)節(jié)角度及椎間盤高度的比較
本研究存在一定的局限性,首先是樣本量相對較小,其次,非DS患者納入可能存在選擇偏倚,因為他們均接受了腰椎手術(shù),并不是從正常腰椎形態(tài)的患者中選取。雖然在本研究中年齡和性別是匹配的,但腰椎滑移的發(fā)生可能與其他未知因素有關(guān),因此還需要進一步的研究來闡明這些問題。
綜上所述,L3節(jié)段腰椎的斜坡度越大,L3/4小關(guān)節(jié)角度的矢狀化可導(dǎo)致L3DS的發(fā)生。由于L4/5椎體滑動的減少導(dǎo)致在L3/4段的應(yīng)力過度增加可能是L3DS發(fā)生機制的另一個原因。