青年下腰痛患者腰椎前凸角与腰椎间盘退变的关系研究

王久清 陈腾 张显 黄昌林

作者单位：1 河南大学第一附属医院骨科，河南 开封 475001

2 中国人民解放军联勤第989 医院全军军事训练医学研究所，河南 洛阳 471003

腰椎曲度的改变可导致腰椎退行性疾病的发生[1]，故在与下腰痛(Low back pain,LBP)有关的危险因素中，腰骶椎生物力学的改变亦是重要原因之一[2]。流行病学调查显示，LBP 已成为高发的骨科疾病之一，世界范围内LBP 的1年患病率达38%，且青年患者并不少见[3]。目前对于青年LBP 主要危险因素的研究较少，对这一特定人群腰椎前凸角与腰椎间盘退变的关系尚未见有明确的研究报道。因此，本研究收集部分青年LBP 患者影像学资料，对腰椎前凸角和腰椎间盘退变的关系进行分析。

1 材料与方法

1.1 一般资料选取2019年1～10月于我院骨科门诊或病房接受诊治的青年LBP 患者。纳入标准：①LBP 3 个月以上，伴有或不伴有下肢放射痛[4]；②年龄20～39 岁，女性近1年内无妊娠史；③临床资料完整。排除标准：①外伤所致腰痛；②腰椎畸形、结核、肿瘤等疾病史；③腰部手术史。

1.2 方法

1.2.1 腰椎前凸角 受试者均拍摄站立位腰椎侧位数字射线成像（DR）：充分伸展髋、膝关节，双肩关节前屈，肘关节屈曲，双拳置于同侧锁骨上。Cobb法测量腰椎前凸角，总前凸角为经L1上终板与S1上终板延长线的夹角。见图1。

图1 腰椎前凸角测量方法

1.2.2 腰椎间盘退变程度 受试者均接受3.0T MRI(美国GE 公司Discovery MR750W)腰椎平扫。选取腰椎MRI 的T2WI 序列，由1 位放射科医师和1 位骨科医师(均为中级及以上职称)参照Pfirrmann 分级量表[5]，分别独立评定腰椎间盘退变的分级。如

二者意见不一致，则由高级职称的放射科医师进行判定。如受试者腰椎存在多个节段退变时，则以退变最严重节段的分级作为最终记录值。

1.2.3 分析指标 依据Pfirrmann 分级，整理同一分级患者腰椎前凸角数据，分析不同分级患者腰椎前凸角数值和腰椎间盘退变分级的关系。

1.3 统计学方法应用SPSS 23.0 统计学软件，符合正态分布和方差齐性的计量资料以±s表示，两组比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析。相关性分析采用Pearson 分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般结果共纳入青年LBP 患者110 例，男78例(70.91%)，女32 例(29.09%)；年龄22～38 岁，平均(28.42±0.83)岁。

2.2 不同Pfirrmann 分级患者腰椎前凸角比较110 例患者腰椎前凸角范围为32.64°～51.16°，平均(42.17±5.36)°。PfirrmannⅠ级11 例，Ⅱ级34 例，Ⅲ级46 例，Ⅳ级19 例，Ⅴ级0 例。4 组患者腰椎前凸角比较差异无统计学意义(F=2.3680，P=0.0749)。

参照Pfirrmann 分级法，进一步将Ⅰ～Ⅱ级患者定义为轻度退变组(轻度组)，Ⅲ～Ⅳ级定义为中度退变组(中度组)，两组腰椎前凸角比较差异有统计学意义(t=3.171，P=0.0020)。见表1。

表1 不同Pfirrmann 分级患者腰椎前凸角比较（±s）

表1 不同Pfirrmann 分级患者腰椎前凸角比较（±s）

组别n腰椎前凸角（°）F/tP Pfirrmann 分级2.3680 0.0749Ⅰ级组1146.22±8.71Ⅱ级组3444.86±9.57Ⅲ级组4641.31±7.24Ⅳ级组1940.16±8.87退变程度3.171 0.0020轻度组4545.37±7.28中度组6541.16±6.53

2.3 腰椎前凸角与腰椎退变的关系青年LBP 患者腰椎前凸角与腰椎间盘退变程度呈负相关(r=-0.547，P<0.01），即腰椎前凸角越小，腰椎间盘退变程度越高。

3 讨论

3.1 LBP 及其发生机制一个标准LBP 的定义应该包括解剖区域、疼痛持续时间和限制腰部水平活动的精确描述[6]。LBP 主要诊断指征：以下背部、腰骶部、臀部疼痛为主要表现，无明显神经体征，疼痛大于3 个月，影像学示腰部无明显的病理改变或腰椎退行性变程度较轻而不能很好的解释全部症状[7]。目前对于LBP 的发病机制尚未完全明确，多认为与椎间盘退变[8]、腰椎的力学关系变化、小关节退变[9]、肌肉失衡、韧带肥厚等因素有关。

骨科医生在LBP 的治疗方面发挥着重要作用，但患者期待的临床效果却不能被完全满足，主要原因在于不能明确主要致病因素以从根源解决问题。因此，有必要对青年LBP 进行探讨。

3.2 腰椎生物力学和椎间盘退变正常的腰椎具有生理性前凸，腰椎的生理前凸在整个脊柱的平衡中占有重要地位[10]。腰椎前凸的生物学意义在于具有缓冲震荡的作用，并增加腰椎抵抗纵向压缩载荷的能力，在发挥腰椎运动、维持腰椎生物力学稳定性中具有重要作用。早期的一些研究认为LBP 患者腰椎前凸角的改变与临床症状之间没有必然的联系[11,12]，但近年来研究显示，腰椎曲度变直易造成青年患者发生下位椎间盘的Pfirrmann Ⅳ～Ⅴ级退变，是青年LBP 患者腰椎间盘突出的重要征象[13]。腰椎的生理前凸对维持脊柱的生理曲线和人体的平衡、姿势起着重要的作用，故腰椎前凸角的改变可能是引起LBP 的原因之一。

腰椎间盘退行性病变被认为是导致腰背疼痛的主要原因。长期不良姿势可导致腰椎退变，椎间盘突出后释放大量生物介质，如神经源性、非神经源性等，通过扩张血管、增加血管通透性、诱导释放白介素、肿瘤坏死因子、组胺、激肽和前列腺素等炎症介质，使神经纤维末梢感受器致敏，导致神经根疼痛，加剧疼痛反应[14]。

3.3 相互关系为了解青年LBP 患者腰椎前凸角的变化是否导致腰椎间盘退变，本研究纳入了110 例青年LBP 患者，通过测量腰椎前凸角和评估Pfirrmann分级以探讨上述关系。在对不同分级的患者腰椎前凸角进行比较显示，Ⅰ～Ⅳ级患者的腰椎前凸角呈减小趋势，但组间差异并无统计学意义。上述结果也可能与纳入样本量较小、受试者个体差异等有关。在进一步对受试者进行分组显示，Pfirrmann 分级Ⅰ～Ⅱ级患者腰椎前凸角显著大于Ⅲ～Ⅳ级者，提示随着腰椎前凸角的减小，青年LBP 患者腰椎间盘退变程度增加。相关性分析亦证实，腰椎前凸角与腰椎间盘退变程度呈负相关，即腰椎前凸角越小，腰椎间盘退变程度越高。

分析导致上述结果的原因：腰椎的骨骼和肌肉两种稳定系统相互影响。腰椎曲度的改变属于代偿性姿势，腰椎用以增加自身稳定，也是腰椎为减轻疼痛而出现的防卫性反射。在LBP 发生后，为减轻肌肉张力牵拉引起的疼痛，患者强迫体位以松弛某些肌肉，此为机体的防卫性反射，导致脊柱周围的肌肉等软组织功能失调，难以有效保持脊柱稳定功能；而腰椎为增加自身稳定，则以减小腰椎前凸来代偿。但腰椎前凸角减小可引起腰椎生物力学机构失衡，势必增加脊柱周围肌肉系统的负担，机体的自我保护机制进一步通过减小腰椎前凸角来对抗。上述循环破坏了脊柱的内在稳定性，导致腰椎退行性变加速，纤维环破裂、髓核突出，引起或加重LPB。

在腰椎前凸角参考值方面，李危石等[15]对139名无症状青年国人进行测量，得到正常青年国人的腰椎前凸角为（48.3±11.1）°。而在本研究纳入的青年LBP 患者中，腰椎前凸角为（42.17±5.36）°，明显低于前者。因腰椎力学结构产生紊乱是腰椎退变的直接表现，即腰椎生理曲度发生改变。本研究中青年LBP 患者腰椎前凸角显著减小，且通过腰椎MRI 证实已经发生了腰椎退变。腰椎前凸角减小可导致脊柱弹性降低、活动度减小，而腰椎稳定的维持依靠骨性结构和肌肉系统，二者任一出现器质性或功能性损害所导致的腰椎不稳将由对方代偿，进而维持腰椎的稳定性。因此为代偿上述变化并保持腰椎应有的活动和功能，肌肉系统长期代偿而劳损，导致了LBP 的发生。由此可以推测，青年LBP 患者腰椎间盘临床退变可能与腰椎前凸角的减小有关。

本研究尚存在一定不足，如纳入样本量较小、受试者性别差异、腰椎前凸角测量值和椎间盘退变分级判断存在误差等，有待进一步大样本、分层研究。但临床研究的目的在于解决临床问题，本研究所获得的有关结论有助于为骨科、康复科医师对青年LBP 患者治疗方案的制定提供新的参考和思路。