青少年L5/S1峽部裂性腰椎滑脫患者脊柱-骨盆矢狀面形態分析

徐 政，劉 藝

1.徐州醫科大學研究生院，江蘇 221000

2.徐州醫科大學附屬連云港醫院骨科，江蘇 222000

峽部裂性腰椎滑脫是指腰椎椎弓上下關節突之間的峽部發生斷裂后形成的椎體滑移［1］，臨床上一般將患者年齡＜ 20歲者定義為青少年峽部裂性腰椎滑脫（ALIS）［2］，其發生率為4.4% ～ 6.0%，常發生在L5/S1節段，且多為雙側。既往研究表明，ALIS是引起青少年頑固性下腰痛的常見病因［3］。多數ALIS患者并無癥狀，一般無需特殊處理；但對于伴有頑固性下腰痛、經非手術治療無效或滑脫有明顯進展趨勢的患者，常需手術干預［4］。近年來，脊柱-骨盆矢狀面形態在腰椎滑脫發生和發展中的重要作用引起了眾多學者的關注。盡管脊柱-骨盆矢狀面形態在腰椎滑脫發生發展中的作用已被廣泛認知［4-7］，但在青少年滑脫中的研究較少。與成人不同，青少年正處于快速生長期，骨骼發育尚未成熟，峽部崩裂時不穩的腰骶部可致滑脫迅速進展，嚴重影響患者的健康發育。杜長志等［8］對13例青少年發育不良性滑脫患者進行了系統研究，發現其矢狀面形態異常，呈現出軀干顯著前傾、骶骨后凸畸形等特點。目前ALIS患者的脊柱-骨盆矢狀面形態特點仍不清楚。本研究回顧性分析29例ALIS患者的臨床及影像學資料，分析其脊柱-骨盆矢狀面形態特點，進一步探討ALIS的發生機制。

1　資料與方法

1.1　一般資料

回顧性分析2009年10月—2017年1月在本院就診的ALIS患者的病例資料。所有患者均通過病史詢問、體格檢查及影像學檢查等獲得明確診斷。納入標準：①年齡＜ 20歲；②符合Marehetti等［9］診斷標準，存在側位X線片所示棘突呈階梯狀分布征、椎弓根峽部斷裂征或“上下關節突相吻”征等；③L5/S1滑脫。排除標準：①合并腰椎畸形、腰椎骶化、骶椎腰化或脊柱側后凸畸形等；②合并腰椎創傷、腫瘤、炎癥、結核或代謝性骨病等；③≥2個節段的腰椎滑脫；④既往有腰椎手術及支具治療史。根據以上標準共納入患者29例，其中男12例，女17例；年齡9 ～ 20（15.9±3.7）歲。7例僅表現為腰痛，8例僅表現為下肢痛，12例為腰痛伴下肢痛，2例為腰痛伴下肢感覺減退。體格檢查發現9例患者表現出程度不等的姿勢異常，6例軀干前傾，3例直立位下肢屈髖屈膝。選取來自脊柱體檢門診的30例正常青少年作為對照組，其中男17例，女13例，年齡9 ～ 19（14.5±2.6）歲。兩組患者年齡、性別、體質量指數（BMI）差異均無統計學意義。

1.2　影像學測量及觀察指標

滑脫組及對照組均拍攝站立位全脊柱正側位X線片，使用Surgimap Spine軟件（Version：1.1.2.293，NemarisInc，New York）測量，脊柱-骨盆矢狀位各參數見圖1。

滑脫相關參數［10-11］：滑脫角（SA），L5下終板與S1上終板間的夾角。滑脫距離（SD），L5下終板后端與S1上終板后緣間的垂直距離。滑脫率（SP，%）=SD/S1椎體上終板長度×100%。

骨盆矢狀面參數［12］：骨盆入射角（PI），經S1上終板中點做1條垂直于終板的直線，再經S1上終板的中心和股骨頭中心做1條直線，2條直線間的夾角。骨盆傾斜角（PT），經過S1上終板中點和兩側股骨頭中心連線中點的直線與鉛垂線間的夾角。骶骨傾斜角（SS），S1上終板與水平線間的夾角。骨盆矢狀面厚度（SPT），雙側股骨頭中心連線的中點與S1上終板中點間的水平距離。L5入射角（L5I），L5上終板中點與雙側股骨頭中心點的連線與 L5上終板垂線間的夾角。

脊柱矢狀面參數［13-14］：腰椎前凸角（LL），L1上終板和S1上終板間的夾角。胸椎后凸角（TK），T4上終板與T12下終板間的夾角。脊柱矢狀位平衡（SVA），經C7椎體中心所作的鉛垂線與S1后上緣間的水平距離，鉛垂線位于S1后上緣前方為正值，反之為負值。

骶骨矢狀面形態參數［15-16］：骶骨平臺角（STA），S1上終板切線與骶骨后緣切線間的夾角。S1指數，S1上終板最大前后徑與S1下終板最大前后徑的比值。腰骶角（LSA），L5上終板切線與骶骨后緣切線間的夾角。

圖1　脊柱-骨盆矢狀位參數的測量Fig. 1 Measurement of spinopelvic sagittal parameters

1.3　Meyerding滑脫分度標準［17］

椎體向前滑動不超過椎體中部矢狀徑的1/4為Ⅰ度。超過椎體中部矢狀徑的1/4，但不超過1/2為Ⅱ度。超過椎體中部矢狀徑的1/2，但不超過3/4為Ⅲ度。超過椎體中部矢狀徑的3/4為Ⅳ度。

1.4　統計學處理

所有參數均由同一位脊柱外科醫師分2次測量，取其平均數。使用SPSS 23.0軟件對數據進行統計學分析，所有參數以x±s表示。以SP的中位數為界限，將滑脫組分為低滑脫和高滑脫亞組。采用獨立樣本t檢驗比較滑脫組與對照組、低滑脫與高滑脫亞組間的差異，同時對各參數與SP的關系行Pearson相關性分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結　果

2.1　滑脫組與對照組各參數的比較

滑脫組SA為-21.0° ～ 11.9°（-4.5°±9.6°），SD為2.6 ～ 16.8（7.1±3.6）mm，SP為9%～ 66%［（22.2±11.1）%］。其中MeyerdingⅠ度15例，Ⅱ度12例，Ⅱ2例。滑脫組與對照組各參數的比較見表1。滑脫組的PI、PT、SS、SPT、LL、SVA和L5I均大于對照組，LSA、STA和S1指數均小于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。2組TK差異無統計學意義（P＞0.05）。

表1　滑脫組與對照組脊柱-骨盆矢狀面參數比較Tab. 1 Comparison of spinopelvic sagittal parameters between spondylolisthesis and control groups

2.2　低滑脫和高滑脫亞組各參數的比較

低滑脫（SP≤17%）與高滑脫（SP ＞ 17%）亞組各參數比較見表2。低滑脫亞組14例，年齡9 ～ 20（16.1±3.5）歲，SP為9% ～ 17%［（12.8±3.0）%］；高滑脫亞組15例，年齡10 ～ 20（15.6±4.0）歲，SP為18% ～ 66%［（30.8±8.3）%］。高滑脫亞組的SA、TK、LSA、STA及S1指數均顯著小于低滑脫亞組，PI、PT、SS、SPT、L5I和SVA均大于低滑脫亞組，差異均有統計學意義（P＜0.05）；2個亞組的LL差異無統計學意義（P＞0.05）。影像學表現見圖2。

表2　高滑脫亞組與低滑脫亞組脊柱-骨盆矢狀面參數比較Tab. 2 Comparison of spinopelvic sagittal parameters between high and low grade spondylolisthesis

圖2　典型病例影像學表現Fig. 2 Imaging findings of typical cases

2.3　各參數與SP的相關性

Pearson相關性分析（圖3）表明，PI（r=0.650）、PT（r=0.601）、SPT（r=0.586）、L5I（r=0.743）、LL（r=0.513）與SP呈正相關；TK（r=-0.443）、LSA（r=-0.512）、STA（r=-0.917）及S1指數（r=-0.932）與SP呈負相關；而SS（r=0.298）、SVA（r=-0.052）與SP無明顯相關性。

3　討　論

正常情況下，機體姿勢的穩定維持是脊柱、骨盆和下肢相互平衡的結果，而峽部裂性腰椎滑脫引起的腰椎不穩恰恰打破了這種平衡，使身體相應出現代償性姿勢變化，至今，關于峽部裂性腰椎滑脫發生機制的研究仍存在爭議。既往研究認為，椎間盤退行性變、關節突關節形態變異或生物力學改變等都與峽部裂性腰椎滑脫密切相關［18-20］。從解剖結構分析，峽部裂性腰椎滑脫患者的L5背內側皮質骨菲薄，且峽部大多為新月形柱，伴明顯外展，如應力增加，極易造成斷裂［21］。屈國林等［22］提出成人隱性峽部裂的概念，即發育成椎弓根和上關節突的骨化中心與發育成下關節突及棘突的骨化中心不融合；這種異常形態使腰椎峽部更容易發生骨折。青少年骨骼肌肉尚未發育成熟，患者峽部結構一旦中斷，周圍骨性結構和軟組織維系力較弱，病變往往進展迅速，嚴重影響青少年的身心健康。迄今為止，關于ALIS發生機制的研究極少，故本研究擬通過影像學資料的回顧分析，探究其發生機制，為患者早期接受手術干預提供理論依據。

圖3　各因素與SP的相關性Fig. 3 Correlation of various factors with SP

脊柱-骨盆矢狀面形態在腰椎滑脫發生和發展中具有重要作用。杜長志等［8］認為，骶骨形態異常是青少年發育不良性滑脫的重要因素之一。Whitesides等［23］也發現發育不良性滑脫患者STA較正常人顯著降低，且認為其評估滑脫程度的可靠性高于PI。STA、S1指數常被用于評估骶骨形態，且與骶骨發育程度呈正相關，正常人出生后其數值將不隨年齡而改變［24-25］。本研究發現，ALIS患者的STA、S1指數等均低于正常青少年，且高滑脫亞組低于低滑脫亞組；表明ALIS患者很可能存在腰骶部發育不良。當STA較小時，骶骨平臺往前下方傾斜，在S1上終板表面形成向前下方增大的剪切力，使作用在峽部的應力隨之增加，加重了其應力疲勞骨折的風險，進一步可造成峽部裂性滑脫。同時，S1指數越小，S1上終板面積也越小，以致其不能穩定承受上方軀干重力，任何創傷和應力均可加劇滑脫的發生和發展。Oh等［26］肯定了LSA在評估腰骶后凸程度中的重要性，認為LSA減小使腰骶后凸增加，且加劇了L5/S1椎間盤退行性變。何守玉等［6］也認為，正常L5/S1椎間盤是防止L5向前滑移的主要因素。本研究中滑脫組LSA明顯小于對照組，高滑脫組顯著低于低滑脫組，提示ALIS患者可能存在先天腰骶后凸畸形改變，L5/S1椎間盤發生退行性變，造成椎間不穩，椎間盤對L5滑脫的限制性作用減弱，使滑脫可能性上升，且后凸畸形越明顯，滑脫程度越大。本研究還發現，SP與S1指數、STA及LSA呈強負相關性，據此推測，ALIS可能是在先天骶骨發育不良及腰骶部后凸畸形的基礎上，后天長期的應力疲勞骨折后形成并發展的。

PI可穩定真實地反映骨盆形態，不受姿勢的影響。正常人成年后PI一般保持恒定，但青少年因其骨骼正處于生長發育高峰期，PI隨年齡增長而增加，腰骶局部剪切力也不穩定增長［24］。SS則間接反映了腰椎在骶骨斜面上向前滑動的趨勢，即SS越大，骨盆前傾越明顯，滑脫越容易發生［5］。本研究發現，滑脫組的PI、SS均明顯大于對照組，且高滑脫亞組高于低滑脫亞組，同時SP與PI呈正相關，表明ALIS的發生發展可能與高PI密切相關。該結果與Jimbo等［27］的長期隨訪結果一致；但SP與SS無明顯相關性，分析可能原因為SS增大導致骨盆代償機制的發生，使骨盆后旋，SS減小，此時SS與SP并不存在簡單的線性相關。目前關于ALIS患者的高PI是原發性改變還是繼發于腰椎滑脫仍存在很大爭議。為了更好地評估腰椎滑脫的程度對脊柱-骨盆矢狀面形態的影響，Labella等［28］提出了L5I的概念，其認為成年腰椎滑脫患者的L5I大于正常人，且與腰椎滑脫程度呈正相關［29］。本研究中ALIS患者的L5I的變化結果與之相符，即滑脫組L5I增大明顯，高滑脫亞組L5I顯著高于低滑脫亞組，且SP與L5I呈明顯正相關。本研究組認為，L5I是腰椎滑脫的繼發改變：當青少年發生L5/S1滑脫時，L5椎體向前滑移越大，L5椎體向前下方傾斜越明顯，L5/S1椎間盤前緣塌陷，L5I隨之增大；同時，L5/S1椎間隙變窄，也使LSA減小，進一步促進滑脫。因此，L5I可作為手術恢復椎間高度的重要指標，也是糾正滑脫程度的可靠參照。

當發生L5/S1峽部裂性滑脫時，脊柱-骨盆正常平衡關系被打破，不可避免地會出現適應性變化，引起一系列脊柱-骨盆代償機制。本研究結果顯示，滑脫組的LL、PT、SPT和SVA值均增大，且LL、PT、SPT與SP呈顯著正相關。該結果與Stagnara等［30］和Mac-Thiong等［31］的研究結果一致。在青少年發育過程中，SS通常隨著PI增大，骨盆逐漸發生前傾，一旦出現失衡，可能造成椎體滑脫、軀干重心前移或SVA增大等改變；這時，軀體為了代償這種異常形態，鄰近節段會代償性過伸，即LL進行性增大。對ALIS患者而言，由于峽部剪切力通常較大，往往需更大的LL來代償［33］，當LL達到代償極限時，TK相應減小，也加入此代償機制［34］。本研究結果顯示，高滑脫亞組TK顯著小于低滑脫亞組，且SP與TK呈顯著負相關，表明TK的減小能很好地預測滑脫程度及脊柱代償極限；但滑脫組TK與正常組無明顯差異，可能是入組樣本數量的限制或測量所致誤差造成。另一方面，當脊柱代償機制不能滿足脊柱矢狀面平衡時，骨盆代償機制就會出現，如臀伸肌牽拉骨盆，圍繞股骨頭中心后傾旋轉，PT增大，同時髖關節過伸，股骨頭位于骶骨平臺前方，SPT增大，使軀干后移，此時SVA減小，這也是SVA與SP不存在穩定的線性相關的原因。更加嚴重時甚至會引起下肢代償，如膝關節屈曲。膝關節屈曲是矢狀面平衡的最后代償機制，且其屈曲角度與LL丟失程度呈正相關［34］。因此，當患者呈現屈髖屈膝等異常姿勢時，意味著軀體失平衡已不可避免，此時應盡早行手術干預。

綜上所述，腰骶部先天發育不良可能是青少年L5/S1峽部裂性腰椎滑脫發生的始動因素。受滑脫程度影響，其脊柱-骨盆矢狀面形態顯著異常，表現出腰椎前凸增大，軀干前傾，同時骨盆后旋，屈髖屈膝等異常代償姿勢。對于此類滑脫，應嚴密觀察，如有明顯的矢狀面失平衡或出現髖膝關節的屈曲畸形，應盡早行手術干預。本研究的局限性在于病例資料相對較少，更深層次的研究仍有待于病例資料的進一步積累和分析總結。