腰椎小关节三维角度变化同退行性腰椎滑脱症的相关性

金 尧

（北京市上地医院放射科 北京 100084）

退行性腰椎滑脱症也叫作假性滑脱，主要是因腰椎长时间处于不稳定状态，导致小关节出现退行性改变，同时因椎间盘退变，导致椎骨间连稳定性降低，最终诱发腰椎滑脱[1]。该疾病多发于L4～L5节段，临床表现为下腰痛、下肢感异常、间歇性跛行等，受多种病因影响，且发病机制相对较多，如年龄、性别、BMI因素、腰椎小关节退变、腰椎间盘退变等。其中腰椎小关节退变易增加该疾病发生风险，腰椎小关节的退变不但会引起退变性腰椎滑脱（degenerative lumbar spondylolisthesis，DLS）的发生，且易使该疾病不断进展，致使退变加速，最终出现腰椎小关节脱位或对合不良等[2]。腰椎间盘退变与腰椎小关节退变具有较强的协同作用，椎间盘退变可引起椎间小关节面受力异常，致使小关节面受到破坏，降低其抗滑能力。近年来，较多学者对退行性腰椎滑脱症的发病机制进行了深入探究，多认为该疾病是由腰椎小关节形态改变所致[3]。因腰椎小关节为三维立体结构，研究单一平面很难显示小关节形态，故选取2020年3月—2022年7月北京市上地医院收治的100例退行性腰椎滑脱症患者的CT图像，在横断面、冠状面、矢状面深入观察并测量腰椎小关节角度，分组探究腰椎小关节与退行性腰椎滑脱症的相关性，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取北京市上地医院2020年3月—2022年7月收治的100例退行性腰椎滑脱症患者为观察组，其中男57 例，女43例，年龄45～71岁，平均（57.90±10.47） 岁。另选取同期100名正常者作为对照组，包括男55例，女45例，年龄45～70岁，平均（57.55±10.36）岁。两组患者基础资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），有可比性。

纳入标准：①未见椎间盘脱出或髓核游离脱垂患者；②椎旁肌肉密度无异常者；③病历资料均完善者；④患者均签署知情同意书。排除标准：①移行椎、后滑脱；②受外伤及机械性刺激者；③患有脊柱肿瘤者；④患有类风湿、结核、创伤性关节炎、强直性脊柱炎、化脓性关节炎等；⑤腰椎存在峡部裂者。

1.2 方法

CT平扫：患者取平卧位，指导患者保持呼吸平稳，保持腰部水平位，头部先进，以此避免出现误差。扫描T12～S1节段，确保椎间隙与扫描平面保持平行。CT扫描条件：Philips Ingenuity 64排128层螺旋CT机，电压与电流分别为140 kV、835 mA，层厚与层间距分别为1 mm，矩阵为512×512，准直0.5 mm，视窗300 mm，螺距1.0。若CT扫描层与椎体终板夹角＞5°，则将此病例资料舍弃。分别测量L4～L5节段腰椎小关节角（lumbar facet angle，LFA）在横断面、冠状面、矢状面角度，同时在横断面上测量L4～L5节段头尾侧LFA。

分级方法：①滑脱指数主要是指在腰椎侧位DR片或矢状位图像中，滑脱节段上位椎体向前滑移距离所占下位椎体前后径的比例。②腰椎小关节（lumbar facet joints，LFJ）退变程度评估：选取CT横断位骨窗层面，观察关节突骨质及间隙变化，将LFJ退变程度评定为4级，即正常为0级；小关节出现轻度增生肥厚，同时见小骨赘形成，部分患者关节间隙狭窄程度＜2 mm为1级；小关节面下出现轻度骨缺损，且出现中度增生肥厚，骨赘形成，部分患者关节间隙狭窄程度＜1 mm为2级；小关节出现重度增生肥厚与骨缺损，关节软骨出现囊泡、空洞，见大骨赘形成或关节间隙狭窄严重程度较高为3级。③ 根据Meryerding分级：病变节段前滑移部分≤该椎体中部矢状径的1/4为Ⅰ级；滑移程度＞1/4且≤2/4为Ⅱ级；＞2/4且≤3/4为Ⅲ级；滑移程度＞椎体矢状径3/4为Ⅳ级。

测量方法：量过程及所用相应测量工具均由一名主治医师完成，测量期间需对患者进行2次测量，取两次平均值作为最终结果。①横断面LFA测量：在腰椎CT横断面图像上，选取L4～L5椎间隙下位椎体的上终板层面，测量椎体后缘两个最高点连线与左右两侧腰椎小关节前内侧点与后外侧点连线之间的夹角。②冠状面LFA测量：在腰椎CT冠状面图像上，测量中轴线与L4椎体左右两侧腰椎小关节面连线的夹角。③矢状面LFA测量：在腰椎CT矢状面图像上，测量L4椎体后缘与L4椎体小关节面连线的夹角。④横断面小关节头、尾侧角度测量：在腰椎CT横断面图像上，选取L4～L5椎间隙上缘终板层面作为关节突头侧部分，测量椎体正中矢状线与上关节突关节面前后两端点连线夹角，以两侧夹角平均数作为头侧测量结果；选取L4～L5椎间隙下缘终板层面作为关节突尾侧部分，测量椎体正中矢状线与上关节突关节面前后两端点连线夹角，以两侧夹角平均数作为尾侧测量结果，取头、尾侧平均差值。⑤在腰椎矢状面图像上测量L4椎体前滑移的距离及L5椎体前后径，并计算两者比值。

1.3 观察指标

对比两组横断面、冠状面、矢状面L4～L5腰椎小关节角；分析观察组不同退变等级滑脱指数与小关节头、尾侧角度。

1.4 统计学方法

采用SPSS 25.0统计软件分析数据。计量资料以均数±标准差（± s）表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 对比两组横断面L4～L5腰椎小关节角

观察组横断面小关节角小于对照组，小关节角差值大于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组横断面L4～L5腰椎小关节角比较（ ± s，°）

表1 两组横断面L4～L5腰椎小关节角比较（ ± s，°）

组别 例数 横断面小关节角小关节角差值观察组 100 34.36±7.25 9.26±4.25对照组 100 48.53±6.67 3.64±1.25 t 14.384 12.686 P＜0.001 ＜0.001

2.2 对比两组冠状面L4～L5腰椎小关节角

观察组冠状面小关节角小于对照组，小关节角差值大于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组冠状面L4～L5腰椎小关节角比较（ ± s，°）

表2 两组冠状面L4～L5腰椎小关节角比较（ ± s，°）

组别 例数 冠状面小关节角小关节角差值观察组 100 20.56±5.34 5.44±2.15对照组 100 33.23±6.34 3.54±1.95 t 15.285 6.546 P＜0.001 ＜0.001

2.3 对比两组矢状面L4～L5腰椎小关节角

观察组矢状面小关节角显著大于对照组（P＜0.05），见表3。

表3 两组矢状面L4～L5腰椎小关节角比较（ ± s，°）

表3 两组矢状面L4～L5腰椎小关节角比较（ ± s，°）

组别 例数 矢状面小关节角观察组 100 27.36±7.25对照组 100 12.53±5.51 t 16.286 P＜0.001

2.4 观察组不同退变等级滑脱指数与L4～L5关节突角度比较

在不同等级下，各等级滑脱指数、L4～L5关节突角度对比均有显著差异（P＜0.05），见表4。

表4 观察组不同退变等级滑脱指数与头、尾侧角度（ ± s，°）

表4 观察组不同退变等级滑脱指数与头、尾侧角度（ ± s，°）

级别 例数 滑脱指数 L4～L5关节突角度头侧 尾侧Ⅰ级 45 0.13±0.04 33.61±2.82 31.26±3.37Ⅱ级 36 0.19±0.03 27.23±3.44 25.16±2.97Ⅲ级 19 0.26±0.03 24.35±3.76 21.88±3.56 F 97.054 69.010 66.846 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

3 讨论

腰椎退行性滑脱症主要是指无外因的情况下出现椎体移动，导致脊柱形态改变，使原正常脊椎前、后、侧缘连线中断，同时椎体、附件骨质结构发生改变。机体处于正常状态下，椎体受到制约（如椎弓、椎小关节制约）无法滑脱，若制约因素出现异常，则易增加滑脱风险，主要以L4椎体前滑脱多见，最终导致下腰部疼痛。较多学者对腰椎退行性滑脱症的发病因素与发病机制进行了大量、深入研究，但结论未统一[4]。部分学者深入研究了腰椎小关节，但多为横断面研究，很难体现出小关节全面性[5]。近年来，有学者认识到腰椎小关节立体性的特点以及单一平面研究的局限性，遂对冠状面、矢状面小关节形态改变进行了更深入的探究[6]。冠状面上根据腰椎小关节解剖特点与生物力学原理，若压力相同，随着腰椎小关节间摩擦力减小，接触面积也随之减小，则易发生滑脱。分析腰椎小关节力学模型发现，在小关节面摩擦系数恒定情况下，冠状面上小关节竖直化可导致垂直于相应关节面应力减小，致使椎间小关节面摩擦力减小，抗滑移力减小，则易发生滑脱。因腰椎小关节是三维立体结构，不同层面中力学因素极易对局部间载荷关系产生影响。三维空间上采用力学矢量分析发现，关节突矢状面上关节间隙夹角越接近尾端越大，负载轴向应力与剪切力越大，提升抗阻抗滑移能力越大[7]。可见腰椎局部生物力学分布受到腰椎小关节成角情况的影响，而腰椎小关节退变引起的形态变化直接关系到成角关系。

本研究从不同平面对腰椎小关节三维角度进行了深入分析，探究其在腰椎退行性滑脱症中的具体作用，可有效筛查该疾病高危人群，为早期治疗提供数据支持。腰椎小关节退行性改变主要是指小关节受到增生、磨损等，导致其形态发生变化，由生物力学相关原理发现，腰椎小关节改变与其承受应力密切相关，同时受到负荷力、关节接触面积减少等因素影响，随着抗椎间移动力降低，滑脱程度提高。两侧腰椎小关节不对称，导致一侧小关节受力增加，继而导致纤维环扭转应力增加，致使腰椎稳定结构能力降低，无法增强抗滑脱力，导致椎间前滑移风险增加[8]。依据其原理分析发现，在横断面上，腰椎小关节更偏矢状位，抗滑脱力降低，对抗前向剪切力降低，导致上位椎体前向滑移[9]；在冠状面上，腰椎小关节更偏竖直方向，关节接触面积减少，受力减小，抗滑移力也随之减小；在矢状面上，腰椎小关节越偏水平位，腰椎滑脱风险越高，三个层面的研究为腰椎小关节空间变化提供了理论依据[10]。

本研究发现，观察组横断面、冠状面、矢状面小关节角小于对照组，且两组小关节角差值对比，观察组更高，各等级滑脱指数、L4～L5关节突角度对比有差异。可能是因通过CT横断面对L4～L5头、尾侧小关节角的测量发现，腰椎退行性滑脱症滑脱节段及相邻节段头、尾侧小关节均表现出一种矢状化的趋势。若腰椎小关节出现不对称，极易使力学失衡，导致腰椎三关节复合体等腰椎稳定因素减少，促使腰椎滑脱。也有学者研究了年龄、性别较为相似的腰椎退行性滑脱症患者，发现此类患者L4～L5小关节角度减小，且左右两侧角度差值增大，同时认为该疾病患者腰椎小关节偏矢状位是先天存在的解剖学因素[11]。

在腰椎小关节形态特点中，冠状位角度至关重要。研究显示[12]，腰椎退行性滑脱症患者小关节在冠状面上越偏竖直方向，小关节越不对称。分析认为根据力的矢量进行分解，腰椎小关节越偏竖直方向，导致垂直关节面力越小，促使抗滑移力度降低，增加滑脱风险。小关节不对称，在腰椎水平轴运动期间，会导致一侧小关节负荷增加，使一侧纤维环牵拉增大，致使纤维环破裂，降低腰椎稳定性。

矢状面测量腰椎小关节角可反映腰椎小关节形态特征，腰椎小关节越偏水平位，抗腰椎前后滑移力度越弱。有研究者在腰椎矢状面上对椎弓根轴线与关节突关节间隙间夹角进行了对比，发现滑脱风险越高，腰椎小关节面越偏水平位[13]。随着矢状面腰椎小关节角不断增大，小关节间隙越趋向于水平位，腰椎稳定性越差。

综上所述，腰椎退行性滑脱症与腰椎小关节方向性密切相关，在横断面上，小关节更偏矢状位；在冠状面上，小关节更偏竖直位；在矢状面上，小关节更偏水平位。因腰椎退行性滑脱症发病机制相对复杂，且危险因素较多，很难全面证实此病病理机制，为了消除相关影响因素，提高结论的正确性与可靠性，应对其进行全方位、多角度深入分析，为该疾病治疗与预防提供全面、准确的理论依据。