体重指数、关节突关节角度与退变性腰椎滑脱的相关性分析

高志祥，杨红涛，李磊，周纲，黄卫民

(新疆医科大学第六附属医院脊柱外科，新疆 乌鲁木齐 830002)

退变性腰椎滑脱(degenerative lumbar spondylolisthesis，DLS)也称“假性滑脱”，是由于椎间盘退变引起椎间盘高度降低、关节囊松弛、黄韧带皱褶，导致椎间盘、与其相连的上下椎体和关节突关节三关节复合体力学失衡，出现上位椎体相对于下位椎体的滑移，根据其移位的方向分为前、后、侧方滑脱[1-2]。有关力学研究表明小关节突关节承受33%的动态压缩载荷和35%的静态负荷，因此在腰椎退变性过程中小关节突关节为脊柱运动提供的抗剪切、旋转和屈伸力量逐渐减轻而导致椎体移位[3-7]。本研究通过收集我院45例退变性腰椎滑脱疾病患者X线、CT等影像学资料，测量并探讨头尾关节突角度、关节突-椎弓根角变化与该病的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 分析2016年1月至2017年11月在我院门诊和住院患者经X线和CT检查诊断为DLS的患者共45例，其中男16例，女29例，平均年龄(63.78±8.50)岁。所有患者均采用同一部X线机及CT机检查，所有患者检查均获得知情同意。同时收集同期在我院健康体检者90例作为正常组，其中男42例，女48例，平均年龄(61.04±7.04)岁。两组患者在年龄、性别方面比较差异无统计学意义(P>0.05)，两组患者一般资料具有可比性。

纳入标准：a)诊断为单节段退变性腰椎滑脱症(L4～5)；b)资料收集齐全；c)腰椎共5节段，即无腰椎骶化或骶椎腰化。排除标准：a)其他节段退变滑脱患者；b)腰椎术后；c)先天或后天脊柱侧弯；d)存在腰椎骶化、骶椎腰化患者；e)脊柱侧凸畸形>10°；f)真性滑脱(腰椎峡部裂)；g)原发或继发脊柱肿瘤。

1.2 资料收集 记录患者身高、体重计算体重指数；根据腰椎正侧位X线片、CT平扫测量腰椎滑脱程度、头尾关节突关节角、关节突-椎弓根角、左右关节突关节角对称情况。

1.2.1 头尾关节突关节角 对椎体矢状位上进行L4～5CT扫描，选取平行于L4～5椎间隙上缘的终板作为关节突的头部，平行于L4～5椎间隙下缘的终板且通过椎弓根下缘作为关节突的尾部，同时控制CT扫面层与终板夹角小于2°表示有效[8](见图1)。以上述矢状层面定位追踪与该层面的横断面CT扫面，用闫广辉等[9]提出的头尾侧关节突关节角角度测量方法进行测量：a)尾侧关节突关节角：在关节突关节面的前内侧点到后外侧点的连线与椎体后缘的夹角，分别测出左、右两侧的夹角α1、α2，则尾侧关节突关节角=(α1+α2)/2(见图2)；b)头侧关节突关节角：在关节突关节面的前内侧点到后外侧点的连线与椎间盘后缘的夹角，分别测出左、右两侧的夹角β1、β2，则头侧关节突关节角=(β1+β2)/2(见图3)。

1.2.2 腰椎滑脱程度 采用Meyerding分型即腰椎侧位片上位椎体向前滑动的距离与下位椎体矢状经的比值×100%，分为四度，I度<25%，25%≤Ⅱ度<50%，50%≤Ⅲ度<75%，Ⅳ度>75%。

1.2.3关节突-椎弓根角 在腰椎侧位X线片上测量L4椎体前后缘中点连线与椎间关节突关节间隙的夹角(见图4)。

图1 关节突头部、尾部测量示意 图2 尾侧关节突关节角测量示意 图3 头侧关节突关节角测量示意

图4 关节突-椎弓根角测量示意

1.2.4 关节突关节角不对称 按照Grogan等[10]人的定义，左右关节突关节角在矢状位上存在>7°的差异。上述所有测量角度等均测量两次，然后计算其平均值后进一步统计分析[11]。

2 结 果

2.1 滑脱组与正常组相关指标比较 滑脱组患者头侧关节突关节角、尾侧关节突关节角、关节突-椎弓根角均比非滑脱组增大，两组比较差异有统计学意义(P<0.05，见表1)。

表1 两组体重指数、关节突关节角、关节突-椎弓根角比较

2.2 滑脱组与各变量间的线性相关分析 采用线性相关分析滑脱组与体重指数相关系数r=0.29，与头侧关节突关节角相关系数r=0.37，关节突-椎弓根角相关系数r=0.40，均具有一定相关性(P<0.05)；而滑脱组与关节突角尾端相关系数r=0.18，无相关性(P>0.05)。

2.3 滑脱组的多因素logistics回归分析 对差异有统计学意义的体重指数、头侧关节突关节角、关节突-椎弓根角纳入多因素logistics回归分析发现：体重指数、头侧关节突关节角、关节突-椎弓根角可能是退变性腰椎滑脱的高危因素(见表2)。

表2 退变性腰椎滑脱的多因素logistics回归分析

2.4 不同程度腰椎滑脱与关节突关节角是否对称关系分析 退变性腰椎滑脱I度8例，Ⅱ度26例，Ⅲ度11例，通过多联卡方检验，显示腰椎滑脱与左右关节突关节角不对称有统计学意义(P=0.039)。

3 讨 论

3.1 腰椎关节突关节的生物力学 脊柱的功能单位(functional spinal unit，FSU)是由相邻的两个椎体及椎间盘、关节突关节及韧带结构组成，而关节突关节在维持脊柱运动节段的稳定性中起着重要意义[12-13]。关节突关节主要是承受压缩、旋转、拉伸、扭转、抗剪切等负荷力量；当脊柱后伸时腰椎上下关节突关节的关节面相互接触，产生压力，随着后伸角度的逐渐增加，相应的关节面承受压力逐渐增加。在正常活动范围内30%～70%的扭转力量由关节以压缩载荷的方式承担，20%～50%由椎间盘承担，当运动单位发生扭转时首先由纤维环中的纤维拉伸对抗，扭转力量逐渐增加时关节突关节面开始接触限制扭转活动在1°～2°间，若扭转角度超过2°时关节面内前1/3开始受到应力的集中而遭到破坏，因此扭转产生的关节突上的损伤要比在椎间盘上的损伤要早[14-17]。

3.2 关节突关节角与DLS的关系 2009年Toyone等[18]首先提出在CT横断面上通过上、下缘终板作平行线测量关节突头侧和尾侧的关节角度，并指出腰椎关节突关节角变化趋于矢状面时腰椎滑脱发生的风险增加，因此关节突关节矢状化在腰椎滑脱节段中已达成共识[18-19]。通过本次研究DLS患者在L4～5滑脱节段关节突关节角与矢状面中位线的夹角小于对照组，与前期学者研究基本一致。当人体发育成熟后，各种负荷的增加，在此状态下由于腰椎本身存在向前凸的生理结构，L4～5椎体向前下方倾斜，该节段将身体重心向下的压力分为向前的分力和向椎间关节的挤压力。因此由于关节突关节角矢状化后冠状面的接触面变小，阻抗向前的力量减弱，最终不能抵抗上位椎体向前的分力而发生滑脱。通过相关性分析发现头侧关节突关节角与腰椎滑脱都有一定的相关性，但相关性差，相关系数r=0.29，P=0.002，通过多因素logistics多因素回归分析发现头侧关节突关节角可能是腰椎滑脱的危险因素之一。本研究结果与许伏龙等[20]、郭马超等[21]相似，关节突关节角矢状化与退变性腰椎滑脱具有一定的相关性。

3.3 体重指数与DLS的关系 本次研究滑脱组的体重指数低于正常组，两组间差异有统计学意义；Reid等[22]指出体重指数低者，其脂肪含量也低，相应地雌激素水平低，导致椎间韧带松弛，影响脊柱三关节复合体力学平衡而出现脊柱滑脱；但有学者指出体重指数高者是易引起脊柱关节突关节退变的主要原因[23]。

3.4 关节突-椎弓根角、关节突关节角不对称与DLS的关系 本研究发现滑脱组的关节突-椎弓根角大于正常组，随着角度的逐渐变大逐渐趋于水平面，引起关节异常活动，导致关节突关节间接触面积变小，稳定性下降，降低了抵抗L4椎体向前移位的力量；相关学者研究关节突关节角不对称导致脊柱三关节复合体左右两侧承受旋转、剪切力分布均匀而引起滑脱[24]。本研究退变性腰椎滑脱不同程度与关节突关节角不对称差异有统计学意义。

综上所述，退变性腰椎滑脱症患者滑脱节段的头侧关节突关节角更加偏向矢状化，同时腰椎左右两侧关节突关节角不对称也与正常组有所差异，但由于本次研究样本量太少对于不对称的研究具有一定的局限性，因此还需要进一步大样本多中心研究或有限元力学的分析。