腰椎关节突三维角度与单节段同水平腰椎间盘突出相关性研究

户小彬，张涛，王欣

（1.天津医科大学一中心临床学院，天津300192；2.天津市第一中心医院骨科,天津300192；3.南开大学附属医院（天津市第四医院）放射科，天津300222）

腰椎间盘突出为临床上多见的高发病，对患者的生活质量可造成不利影响[1]。随着对腰椎活动功能单元的研究不断深入，越来越多的学者认为腰椎关节突可能与腰椎间盘突出存在关联[2]。但目前腰椎间盘突出与腰椎关节突的关系尚未明确[3]。因此，本研究在关节突的横断面、冠状面及矢状面对腰椎关节突进行研究，以明确腰椎关节突与腰椎间盘突出分级的关系，为临床防治腰椎关节突提供一定的参考依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2018年6月—2019年6月我院收治的单纯性单节段腰间盘突出患者105例作为研究对象，排除标准：合并腰椎外伤、肿瘤、炎症等疾病；其中L3/4突出患者25例，L4/5突出患者35例，L5/S1突出患者45例；其中男性患者60例，女性患者45例；年龄20～67岁，平均年龄为（45.23±6.18）岁。另选取同期无腰椎疾病患者60例为对照组，其中男性33例，女性28例；年龄24～69岁，平均年龄为（46.37±7.21）岁。所有研究对象均对本研究知情同意。

1.2 影像学检查

1.2.1 检查方法 两组研究对象均采用X光和CT进行腰椎正侧位检查，对L3～S1椎体采用螺旋CT检查，扫描平面与椎间隙平行，若CT横断面与终板夹角大于5°，则分别对L3～S1椎体的横断面、冠状面及矢状面管截图角度进行测量。随后在骨窗条件下观察腰椎间盘突出患者关节突关节退变程度[4]：正常为Ⅰ度，关节间隙狭窄或轻度骨赘生物形成为Ⅱ度，关节软骨硬化或中度骨赘生物形成为Ⅲ度，明显骨赘生物形成为Ⅳ度。

1.2.2 测量方法 采用配套分析软件对关节突进行测量。（1）横断面角度：取各节段经下位椎体上终板的平面，测量腰椎关节突角即上关节突关节面前后两端点连线与同椎体正中矢状线夹角（α、β）[5]，分别计算α、β的平均值和差值。（2）冠状面角度：在正位X线上测量左右两侧腰椎小关节面与中轴线的夹角即∠1、∠2，计算∠1、∠2 平均值和差值。（3）矢状面角度：在侧位X线上测量腰椎小关节关节面与椎体后缘连线的夹角∠3。两侧小关节不对称以大于误差度（intraobserver error）角度的2倍作为小关节不对称的标准，本研究误差度为2.8°，不对称性定为＞5°。

1.3 统计学处理 采用SPSS 20.0统计学软件进行处理分析，检验数据符合正态分布及方差齐性，计量资料以x±s表示，两组患者腰椎关节突角在横段面、冠状面、矢状面对比采用t检验，两组计量资料对比采用χ2检验，不同退变级别突出程度比较采用方差分析，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者横断面两侧关节突角度对比 两组患者横断面两侧L3/4、L4/5和L5/S1关节突角度对比均具有统计学意义（均P＜0.05），观察组的角度均明显小于对照组（表1）。

2.2 两组横断面腰椎关节突角度不对称率对比 两组横断面两侧L3/4、L4/5和L5/S1关节突角度不对称率对比均具有统计学意义（均P＜0.05），观察组的角度不对称率均明显大于对照组（表2）。

表1 两组患者横断面两侧关节突角度对比(°，x±s)Tab 1 Comparison of protrusion angle of lumbar joint in cross section between the two groups(°，x±s)

表2 两组横断面腰椎关节突角度不对称率对比[n(%)]Tab 2 Comparison of asymmetry rate of protrusion angle of lumbarjointincross section between the two groups[n(%)]

2.3 两组患者冠状位腰椎关节突角度对比 两组患者冠状位两侧L3/4、L4/5和L5/S1关节突角度对比均具有统计学意义（P＜0.05），观察组的角度均明显小于对照组（表3）。

表3 两组患者冠状位腰椎关节突角度对比（°±s）Tab 3 Comparison of protrusion angle of lumbar joint in coronal position between the two groups（°，x±s）

表3 两组患者冠状位腰椎关节突角度对比（°±s）Tab 3 Comparison of protrusion angle of lumbar joint in coronal position between the two groups（°，x±s）

组别 例数 L3/4 L4/5 L5/S1观察组 105 11±4 17±4 22±7对照组 60 15±4 21±6 26±6 t 6.179 5.127 3.713 P 0.000 0.000 0.000

2.4 两组患者冠状位腰椎关节突角度不对称率对比 两组患者冠状位两侧L3/4、L4/5和L5/S1关节突角度不对称率对比均具有统计学意义（均P＜0.05），观察组的角度不对称率均明显大于对照组（表4）。

表4 两组患者冠状位腰椎关节突角度不对称率对比[n(%)]Tab 4 Comparison of asymmetry rate of protrusion angle of lumbar joint in coronal position between the two groups[n(%)]

2.5 两组患者矢状位腰椎关节突角度对比 两组患者矢状位两侧L3/4、L4/5和L5/S1关节突角度对比均具有统计学意义（P＜0.05），观察组的角度均明显大于对照组（表5）。

2.6 腰椎间盘突出患者关节突不同退变级别突出程度 腰椎间盘突出患者关节突存在不同程度的突出（Ⅱ～Ⅳ度），按照关节突关节的突出等级将腰椎间盘突出症患者分为3组，各组间突出指数差异无统计学意义（P＞0.05），见表 6。

表5 两组患者矢状位腰椎关节突角度对比(°，x±s)Tab 5 Comparison of sagittal lumbar joint angularity between the twogroups(°，x±s)

表6 腰椎间盘突出患者关节突不同退变级别突出程度(°，x±s)Tab 6 Degree of protrusion of articular process in patients with lumbardischerniation(°，x±s)

2.7 关节突角度与突出程度相关性分析 105例腰椎间盘突出患者关节突角度与腰椎间盘突出程度具有相关性（r=0.755，P=0.000），见图 1。

图1 关节突角度与突出程度相关性散点图Fig 1 Scatter diagram of the correlation between joint protrusion angle and protrusion degree

3 讨论

腰间盘突出发病影响因素较多，对该病的病因认识还需进行深入的研究[6-7]。本研究就腰椎关节突在腰椎间盘突出患者中所具有的作用进行简要探讨，因两侧腰椎关节突关节与腰椎间盘共同构成了脊柱运动的三关节复合体，腰椎关节突形态的改变对椎间盘运动具有非常重要的生物力学意义[8]。大量研究表明在腰椎间盘突出中应注意腰椎关节突的重要性[9-10]，但现阶段多为对关节突的单平面研究，对于腰椎关节三维立体结构研究不足，本研究从横断面、冠状面及矢状面3个平面对腰椎关节突进行分析，以明确其与腰椎间盘突出关节退行性病变分解的关系[11]。

腰椎关节突关节退行性病变为关节磨损、增生等形态学改变[12]。依据矢量力学原理，在横断面上腰椎关节突关节偏向矢状位越大，则对椎间移动力量的能力越弱；冠状位上，关节突则偏向矢状方向，关节面接触面积越少，对抗阻力的能力越小，极易导致纤维环牵拉；矢状位上，腰椎关节突则偏向水平位，易导致椎间滑移，从而引起纤维环劳损劈裂[13]。本研究结果表明，腰椎间盘突出患者关节突角度明显小于对照组（P＜0.05），且腰椎关节突角度不对称比率大于对照组（P＜0.05）；冠状面上，腰椎间盘突出患者关节突角度明显小于对照组（P＜0.05），且腰椎关节突角度不对称比率大于对照组（P＜0.05）；矢状位上，腰椎间盘突出患者关节突多向水平位偏移。

本研究结果表明，腰椎间盘突出患者关节突关节均存在不同程度的退行性病理变化（Ⅱ～Ⅳ度）；但依据关节突关节退变等级将腰椎间盘突出患者分为3组，各组患者突出程度差异无统计学意义，说明关节突关节退行性改变分级对腰椎间盘突出患者无明显病因学意义[14]。但对关节突关节角度与腰椎间盘突出相关性研究发现，腰椎间盘突出患者关节突角度与突出程度具有相关性（P＜0.05）。研究发现，无论疾病程度严重与否，腰椎关节突关节角的改变与疾病具有明显的相关性[15]，说明关节突关节角的病理改变为关节突关节严重改变所引起，而依据Wolf定理表明：正常或异常的骨结构均适应于拮抗作用于骨上的外力，因此腰椎关节突关节的退行性对该关节的应力分布势必发生改变。

综上所述，腰椎关节突关节为三维立体结果，不能只进行平面研究，本研究由3个平面对腰椎关节进行研究，认为腰椎关节突三维角度与单节段同水平腰椎间盘突出具有重要的病因学意义，腰椎关节突角度与单节段同水平腰椎间盘突出具有一定的相关性。