颈椎关节突关节矢状位角的不对称性和关节突关节退变关系的影像学研究

徐聪， 徐庆平， 艾雯， 江凯燕， 袁佳， 吴炳华， 尹生江， 毕振宇， 焦培峰

1.南昌大学第一附属医院神经外科，南昌 330006； 2.南昌大学第三附属医院骨科，南昌 330003； 3.南昌医学院，南昌 330036； 4.南昌大学第四临床医学院，南昌 330003； 5.南昌大学第四附属医院骨科，南昌 330003； 6.南昌大学第四附属医院放射科，南昌 330003；7.南方医科大学人体解剖学教研室，广州 510515；8.暨南大学医学院解剖教研室，广州 510632

颈椎关节突关节是维持颈椎稳定的重要结构。 C3～7称为下颈椎，其椎体形态相似，具有较大的活动性，是关节退行性变的好发部位，易受外伤影响，是容易发生颈椎疾病的关节区域[1]。关节突关节矢状位的不对称性（facet tropism，FT）是指左右两侧关节突关节矢状位角的不对等，其中一侧关节的倾斜角度比另一侧更接近矢状位[2]，这种不对称性和关节突关节退变的关系一直存在争议，本研究通过对20具正常新鲜颈椎尸体标本的C3/4～C6/7的关节矢状位不对称角度和关节退变程度进行影像学评估，探讨它们之间有无相关性。

1 材料和方法

1.1 实验材料

实验所用的20具新鲜全颈椎尸体标本（C1～7）来源于南昌大学医学院和南方医科大学解剖教研室，无颈椎外伤和颈椎病史，男性13例，女性7例，所有标本的出生地和居住地为长江以南地区，年龄约为40～70岁，平均（58.1±10.8）岁，每例标本进行正位，侧位及左右斜位X线检查，排除骨折、溶骨性病变、已行融合手术以及其他畸形或异常的情况。

1.2 方法

1.2.1 标本处理 标本全部去除寰椎，仔细剔除椎体上的肌肉组织，完整保留前纵韧带，后纵韧带，关节突关节，关节囊，椎间盘，横突及棘突结构，标本保湿并放置于双层塑料袋中，-20℃冰箱中保存，实验前10 h取出室温解冻。

1.2.2 扫描方法 全部标本使用飞利浦螺旋CT扫描仪进行扫描（Brilliance 64，皇家飞利浦医疗公司，荷兰），球管电压120～140 kV，球管电流140～280 mA，层厚2.5 mm，间隔1.5 mm，旋转时间0.75 s，矩阵512×512，视野350 mm，常规软组织窗，骨窗重建。以上位椎体下缘前后连线作为扫描角度，以平行于扫描角度，经过下位椎体后上缘的平面作为测量平面。

1.2.3 测评方法 扫描图像均由3名有经验的测评人员独立、随机地进行单盲测评3次，且每次测评的间隔时间超过1个月，隐去受检者信息及原来的影像诊断信息，3次测量取平均值。测评人员按照改良Noren等[3]和Berlemann[4]等（图1）的方法测量左右关节突关节的矢状位角，其差值的绝对值即为关节突关节矢状角不对称角度，大于6°为不对称，根据Boden等[5]的方法将其分为4度：I（正常，normal）：≤6.00°；II（轻 度，mild）：6.01～10.00°；III（中 度，moderate）：10.01°～16.00°；IV（重度，severe）：>16.00°。

图1 轴位CT颈椎关节突关节正中矢状位角（α，β）测量示意图黄色线为正中矢状线，橘黄色线为关节的前内侧和后外侧切点连线即关节突的关节线，正中矢状线和关节突关节线的夹角α，β为左右两侧的正中矢状位角，α与β差值的绝对值体现关节突关节矢状位的不对称性Fig.1 Illustration of the sagittal angle(α,β)measured in axial CT of the cervical facet joint The yellow line was the midsagittal line,and the orange line was the line of anteromedial and posterolateral margins of each facet joint Angleαwas formed by the midsagittal line and facet joint line,Angleβwas formed by the midsagittal line of the left side and right side.The absolute value of the difference between angleα and angleβreflected theasymmetry of cervical facet joint

测评人员在CT图像上测量关节突关节的关节间隙，按照Pathria等[6]的标准将关节突关节骨性关节炎（退变程度）分为4级：I级：正常（normal），关节间隙为2～4 mm；II级：轻度退变（mild），关节突关节的关节间隙轻度狭窄（<2 mm）或/和轻度骨赘或/和关节突关节轻度肥大；III级：中度退变（moderate），关节间隙中度狭窄或/和中度骨赘或/和关节突关节中度肥大或/和关节下软骨轻度侵蚀；IV级：重度退变（severe），关节间隙重度狭窄或/和大的骨赘或/和/关节突关节重度肥大或/和关节下软骨重度侵蚀或/和关节下囊肿。

1.3 数据统计分析

所有数据用SPSS 17（SPSSInc，美国芝加哥）进行统计分析。 测评者间的一致性（inter-rater reliability）和测评者内的一致性（intrarater reliability）用κ表示，范围0.61～0.85（较好的一致性～非常好的一致性）。计量资料的多重比较采用单因素方差分析，等级资料用Wilcoxon秩和检验，P<0.05被认为有显著性差异。

2 结果

本研究20具颈椎尸体标本，80个节段（C3/4～C6/7），共160个关节突关节。3位测评者测评关节突关节矢状位不对称角度和关节突关节退变程度的κ值范围分别为0.62～0.76和0.65～0.81，3位测评者内的一致性为0.82～0.86。

2.1 颈椎关节突关节矢状位不对称角度

测量20具标本CT图像发现，在C3/4～C6/7不同节段间的关节突关节矢状位不对称角度无显著性差异（F=0.55，P=0.65），见表1。

表1 颈椎标本节段间关节突关节矢状位不对称角度（±s，n=20,°）Tab.1 Asymmetrical angel of cervical facet joint(Mean±SD,n=20,°)

表1 颈椎标本节段间关节突关节矢状位不对称角度（±s，n=20,°）Tab.1 Asymmetrical angel of cervical facet joint(Mean±SD,n=20,°)

节段Segments关节突关节矢状位不对称角度Asymmetrical angel of cervical facet joint P C3/4 C4/5 C5/6 C6/7 6.60±3.76 6.35±4.30 7.30±5.11 5.60±3.55 0.65

2.2 颈椎关节突关节退变程度比较

测量20具标本CT图像上关节突关节的关节间隙发现，C3/4～C6/7不同节段间的关节突关节退变程度无显著性差异（左侧：Z=3，P=0.646；右侧：Z=3，P=0.376），见表2。

表2 颈椎标本节段间关节突关节的关节间隙(n=20,mm)Tab.2 The joint space of cervical facet joint(n=20,mm)

2.3 颈椎关节突关节矢状位角的不对称性和关节突关节退变的比较

比较20具标本中颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度与左右两侧关节突关节退变的程度，在C3/4和C4/5节段有显著性差异，C3/4：Z＝8.567，P=0.014；C4/5：Z=2.000，P=0.025。在C3/4节段，颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度和左侧关节突关节退变程度比较：Z＝-2.416，P＝0.016；颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度和右侧关节突关节退变程度比较：Z=-2.250，P＝0.024。在C4/5节段，颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度和左侧关节突关节退变程度比较：Z=-2.528，P＝0.011；颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度和右侧关节突关节退变程度比较：Z＝-2.077，P＝0.038。而在C5/6和C6/7节段无显著的差异性，C5/6：Z＝2.000，P＝0.444；C6/7：Z＝2.000，P＝0.292。在C5/6节段，颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度和左侧关节突关节退变程度比较：Z＝-1.064，P＝0.287；颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度和右侧关节突关节退变程度比较：Z＝-0.873，P＝0.383。在C6/7节段，颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度和左侧关节突关节退变程度比较：Z＝-1.417，P＝0.216；颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度和右侧关节突关节退变程度比较：Z＝-1.429，P＝0.153，见图2。

图2 颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度与左右二侧关节突关节退变程度的比较在C3/4和C4/5节段有显著性 差 异，C3/4：Z＝8.567，P＝0.014；C4/5：Z＝2.000，P＝0.025 在C5/6和C6/7节段无显著差异，C5/6：Z＝2.000，P＝0.444；C6/7：Z＝2.000，P＝0.292Fig.2 Comparison between the degree of sagittal angle asymmetry and the degree of facet joint degeneration(Left and Right)There was significant difference in the degree of the sagittal angle asymmetry and the degree of facet joint degeneration between the C3/4 segment andC4/5 segments,Z=8.567,P=0.014.C4/5：Z=2.000,P=0.025.There was no significant differencein the degree of the sagittal angle asymmetry and the degreeof facet joint degeneration between the C5/6 segment andC6/7 segments,C5/6：Z=2.000,P=0.444.C6/7：Z=2.000,P=0.292

3 讨论

3.1 关节突关节矢状位角的不对称可能带来的风险

关节突关节是滑膜关节，由透明软骨覆盖软骨下骨，关节囊相对松驰，在上颈椎，上关节突关节面朝向下后，下关节突关节朝向下前，与水平面大约倾斜45°。而在下颈椎几乎水平，因此脊柱的颈椎段运动范围最大，特别是旋转运动，但稳定性较差。理论上，关节突关节两侧承受相似的脊柱轴向载荷[7]，两侧的关节受力应该是相等的。但如果关节突关节矢状位化可以将单切面的运动转化为多切面运动。如，脊柱的屈曲运动，关节突关节矢状位角的不对称性可以将简单的矢状面运动转化为矢状面运动联合旋转运动。Poureisa等[8]认为与单纯运动相比，这些联合运动明显增加了椎间盘损伤的风险。因此，测量关节突关节矢状位角的不对称性对于诊治退行性颈椎疾病有着重大的意义[9]。

3.2 关节突关节矢状位角的不对称和关节突关节退变的关系

关节突关节矢状位角的不对称性和关节突关节的退变是否相关争议最多，Fujiwara等[10]认为关节突关节的退变重塑是引起小关节矢状位角不对称的原因。Cyron等[11]认为关节突关节矢状位角的不对称性可能和椎体的旋转有关，并认为关节突关节矢状位角的不对称是引起关节突关节退变的原因。但张继业等[12]认为关节突关节的不对称性不仅是关节突关节退变后重塑的结果，而且可能某些人先天即已存在一定程度的关节突关节不对称。从表1，2中可以看出在C3/4～C6/7不同节段间的关节突关节不对称角度没有显著性差异（F＝0.55，P＝0.65），不同节段间的关节突关节退变程度也无显著性差异（左侧：Z＝3，P＝0.646；右侧：Z＝3，P＝0.376）。但从图2中可以看到在C3/4和C4/5二个节段的颈椎关节突关节矢状位角的不对称程度与左右二侧关节突关节退变的程度的比较有显著性差异（C3/4：Z＝8.567，P＝0.014；C4/5：Z＝2.000；P＝0.025）。这个结果和本组前期研究的结果是一致的[10]，C3/4和C4/5二个节段活动量相对较大，所以受累相对严重，关节退变较其它节段快而严重，因此笔者认为关节突关节矢状位角的不对称性可能和关节突关节的退变有关。

3.3 关节突关节矢状位角的不对称程度的定义

目前，关节突关节矢状位角不对称性的定义有很多种，引用的定义不同，与其相关研究所得出的结论也可能不同。以往的一些研究把关节突关节矢状位角的不对称性定义为双侧关节突关节的角度之差1°～10°[11,13,14]，Wang等[15]定义双侧关节突关节角度差值＞10°为关节突关节矢状位角的不对称性，而Grogan[16]定义的标准则为双侧关节突关节角度差值＞15°。本研究采用的是使用比较广泛的Noren等[3]的标准，即双侧关节突关节角度差值＞6°为关节突关节矢状位角的不对称性。

3.4 本研究的局限性

首先，研究的样本量相对较少，限制了统计学效能探测真实的差异；其次，利用颈椎尸体标本是本研究与其它同类研究的不同之处，尸体标本虽然在CT扫描时可以消除病人不配合、头摆放位置难以统一准确为正位，且多数研究为回顾性等因素的影响，但在年龄、性别及疾病的既往史等方面可能会存在一些误差，而且应用尸体标本也可以认为是一种局限性；第三，CT在荧光屏上的数字格式和光标控制的测量误差可能潜在地影响测评者内和测评者间的信度；第四，测评者的经验会影响方法间的一致性。第五，关节突关节矢状位角的不对称程度和关节突关节退变程度的分级标准可能存在主观缺陷，不能完全反映真实。

总之，在本研究中关节突关节矢状位角的不对称性在颈椎各节段间无显著的差异性，关节突关节退变程度在颈椎各节段间也无显著的差异性，但C3/4和C4/5的关节突关节矢状位角的不对称程度与同节段关节突关节退变的程度之间有显著的差异性，关节突关节矢状位角的不对称性可能和关节突关节的退变有关。