退行性L4椎体滑脱患者腰椎间盘退变指数、腰椎小关节角度、脊柱-骨盆参数变化及意义

许飞虎，袁峰，陆炜强，朱俊，陈加成

(1徐州医科大学研究生院，江苏徐州221000；2徐州医科大学附属医院)

退行性腰椎滑脱(DLS)是指侧向X片上的前滑大于3 mm，通常是轻度滑脱[1]。DLS是由椎间盘和小关节的各种退行性变引起的，常出现椎管狭窄的症状，是脊柱老化的常见疾病，多见于40岁以上的女性，女性发病率是男性的4倍，以L4～5节段最常见[2～4]。目前对于DLS的发病过程尚未完全阐明，既往研究表明，高龄、体质量指数升高、腰椎前凸角增大、腰椎小关节偏矢状位、骨盆形态及空间位置、椎旁肌肉减弱、矢状面平衡等是DLS的诱因[3，5，6]。本研究观察了DLS患者腰椎间盘退变指数、腰椎小关节角度及脊柱-骨盆参数的变化，分析上述指标在DLS发生发展中的作用。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2016年1月～2017年12月我院收住的单节段L4腰椎DLS患者33例(DLS组)，男10例、女23例，年龄45～77(62.12±8.81)岁。纳入标准：单节段DLS患者；X线、CT、MR影像学资料齐全；无椎间盘突出等其他退行性腰椎疾病。排除标准：腰椎冠状面侧弯并且Cobb角>10°；非退变性腰椎滑脱(包括峡部裂、先天性、创伤性、医源性)；腰椎手术史；移行脊椎；活动性感染；原发性或转移性肿瘤。另选择健康体检者30例作为对照组，男9例、女21例，年龄50～70(59.57±6.47)岁。两组性别、年龄具有可比性。

1.2 观察指标

1.2.1 腰椎间盘退变程度 ①腰椎间盘高度指数(DHI)：根据腰椎侧位X线检查结果，以椎间隙前后高度之和除以椎间盘宽度，(a+b)/c即DHI(见图1)；②腰椎间盘退变指数：根据腰椎MR检查结果，T1WI显示的纤维环表现为平坦、膨胀、碎裂分别评分0、1、2分，T2WI显示的髓核表现为白色、斑块、黑色分别评分0、1、2分，两项评分之和即椎间盘退变指数。

1.2.2 小关节角度 行CT横断面扫描。第一条线为横断面上椎体的正中矢状线，第二、三条线为穿过左右小关节间隙的切线，与正中矢状线的夹角即为左右小关节角度A、B，头端为A1、B1，尾端为A2、B2。以(A1+A2+B1+B2)/4计算小关节角度。小关节角度是小关节方向与正中矢状线的成角，角度越小提示越偏矢状位；双侧小关节不对称度定义为左右小关节角度绝对差值。

图1 根据腰椎侧位X线片测量DHI、PI、SS、LL、PT

1.2.3 脊柱-骨盆参数 对患者行腰椎X线检查。①骨盆入射角(PI)：经S1上终板中点M作一垂直于终板的垂线，再经M与股骨头中心N作一连线，形成的两条直线的夹角；当双侧股骨头不重叠时，以双侧股骨头中心中点作为N点；当骶骨终板成弧形改变或S1前唇退变严重时，可于骶骨前、后边缘各作一切线，取两条线与骶骨分离时两点连线中点作为N点。②骨盆倾斜角(PT)：S1上终板中点及股骨头中心点的连线与铅垂线间的夹角。③骶骨斜坡角(SS)：S1上终板平行线与水平线间的夹角。④腰椎前凸角(LL)：L1与S1上终板平行线垂线之间的夹角。见图1。

2 结果

2.1 两组腰椎间盘退变程度比较 与对照组比较，DLS组DHI降低，椎间盘退变指数升高(P均<0.05)。见表1。

表1 两组椎间盘退变程度比较

2.2 两组小关节角度及双侧不对称度比较 与对照组比较，DLS组小关节角度更偏矢状位(P<0.05)，两组小关节不对称度比较差异无统计学意义(P均>0.05)。见表2、3。

表2 两组小关节角度比较

表3 两组小关节双侧不对称度比较

2.3 两组脊柱-骨盆参数比较 与对照组比较，DLS组PI、PT、SS增大(P<0.05或<0.01)，LL无明显变化(P>0.05)。见表4。

表4 两组脊柱-骨盆参数比较

2.4 DHI、小关节角度、PI在DLS发病中的作用 Logistic回归分析显示，DHI、小关节角度、PI是DLS发病的影响因素(P均<0.01)。见表5。

表5 DHI、小关节角度、PI在DLS发病中作用的Logistic回归分析结果

2.5 椎间盘退变指数、DHI、小关节角度、PI的相关性 腰椎间盘退变指数与DHI、与小关节角度均呈负相关(r分别为-0.619、-0.614，P均<0.05)，与PI呈正相关(r=0.561，P<0.05)；DHI与小关节角度呈正相关(r=0.546，P<0.05)，与PI呈负相关(r=-0.267，P<0.05)；小关节角度与PI呈负相关(r=-0.298，P<0.05)。

3 讨论

腰椎间盘位于两个椎体之间，是一个具有流体力学特性的结构，具有增大脊柱运动幅度、承受压力、缓冲震动的作用。随着年龄的增长，椎间盘的水分逐渐散失，其弹性和韧性减弱，椎间隙高度降低，缓冲脊柱运动的能力减弱，腰椎小关节应力增加，腰椎周围韧带松弛，局部脊柱不稳定。同时由于生理性腰椎前凸的存在，腰椎存在向前的剪切力，当腰椎间盘退变时，其缓冲脊柱运动的作用减弱，导致腰椎滑脱。本研究结果表明，与对照组相比，DLS组腰椎间盘退变指数明显升高，腰椎间盘高度指数明显降低，表明腰椎间盘高度丢失以及退变指数升高导致腰椎稳定性降低，从而引起腰椎滑脱。

双侧腰椎小关节与椎间盘共同构成一个功能性脊柱单元。双侧小关节主要承担腰椎的前屈和背伸负荷，限制轴向旋转，增加扭转强度，保护椎间盘免受过度旋转应变和前剪切力的影响[7，8]。研究表明，腰椎轴位小关节偏矢状位是腰椎滑脱发生的重要因素，小关节抗向前的剪切力能力减弱导致腰椎向前滑脱[3,5]。Fujiwara等[1]认为，腰椎小关节偏矢状位是小关节骨关节炎重塑的结果，DLS患者在滑脱节段和无滑脱节段均表现出更多的矢状位方向。本研究结果显示，与对照组比较，DLS组L3～4、L4～5、L5～S1三个节段的小关节角度均小于对照组；组内比较，同一节段的头端小关节方向更偏矢状位，尾端小关节方向更偏冠状位，并且在邻近的无滑脱节段L3～4和L5～S1也可以观察到相同结果。由此认为，小关节偏矢状位是关节退变引起的二次重塑，而不是原来就存在的，也不是腰椎滑脱后的重塑改变。此外，小关节的空间范围是三维的，除了轴位上小关节偏矢状位的变化，矢状面上小关节角度的变化也不容忽视。有研究表明，DLS患者的小关节角度在轴向和矢状面均明显减小[9]。关于双侧小关节不对称对腰椎滑脱的影响，目前尚无统一意见。有学者认为，双侧小关节不对称与滑脱无关[4，8，10]；而Dai等[11]则认为关节不对称与腰椎滑脱显著相关。本研究结果显示，DLS组与对照组的小关节不对称度比较差异无统计学意义，表明双侧小关节不对称与腰椎滑脱无关。

近年来，很多学者强调脊柱-骨盆不平衡对DLS的影响，认为PI增大是DLS的重要影响因素。PI增大使S1终板相对垂直，导致腰椎椎体向前剪切力增大，导致腰椎滑脱[3，6，12～15]。PI是骨盆的解剖参数，用于量化骨盆的形状，对于特定的个体是固定不变的，不随体位改变而变化；PT和SS是骨盆的位置参数，用于量化骨盆水平和垂直方向的空间位置，其大小随体位而改变。本研究显示，DLS组PI较对照组增大，表明S1终板垂直增加，为了维持脊柱-骨盆的稳定性，LL代偿性增大从生物力学角度看，当LL腰椎前凸增加时，腰椎椎体倾斜角增大，向前的剪切力增加，为了维持脊柱稳定，椎旁肌力量加大，从而导致椎间盘及小关节承受的力量增大，进一步加重小关节的退变。而PI降低则意味着如果脊柱发生小变动，由于骨盆的适应范围有限，所获得的稳定就很难维持。本研究中，DLS组PT较对照组增大。PT代表骨盆后倾的角度，PT增大表明骨盆向后倾斜的空间增加，对脊柱-骨盆的稳定起到代偿作用。

本研究进一步行Logistic回归分析DLS发病的危险因素，结果显示，DHI、小关节角度、PI是DLS发病的影响因素；相关性分析显示，PI、DHI与小关节角度密切相关。PI增大使得S1终板更加倾斜，为维持腰椎-骨盆稳定性，腰椎前凸角代偿性增大，腰椎向前的剪切力增加，椎旁肌肉紧张，腰椎间盘及腰椎小关节应力增加，加速了腰椎间盘的退变及小关节的退变重塑，导致腰椎间隙高度降低，小关节角度偏矢状位，使得腰椎不稳定性增加，进一步加速腰椎间隙及小关节的退变，恶性循环，最终引起退变性腰椎滑脱。

综上所述，DLS患者存在腰椎间盘退变，小关节角度更偏矢状位，骨盆后倾；影像学检查有DHI降低、小关节角度偏矢状位、PI增大者更易发生DLS。