體重指數、關節突關節角度與退變性腰椎滑脫的相關性分析

高志祥，楊紅濤，李磊，周綱，黃衛民

(新疆醫科大學第六附屬醫院脊柱外科，新疆 烏魯木齊 830002)

退變性腰椎滑脫(degenerative lumbar spondylolisthesis，DLS)也稱“假性滑脫”，是由于椎間盤退變引起椎間盤高度降低、關節囊松弛、黃韌帶皺褶，導致椎間盤、與其相連的上下椎體和關節突關節三關節復合體力學失衡，出現上位椎體相對于下位椎體的滑移，根據其移位的方向分為前、后、側方滑脫[1-2]。有關力學研究表明小關節突關節承受33%的動態壓縮載荷和35%的靜態負荷，因此在腰椎退變性過程中小關節突關節為脊柱運動提供的抗剪切、旋轉和屈伸力量逐漸減輕而導致椎體移位[3-7]。本研究通過收集我院45例退變性腰椎滑脫疾病患者X線、CT等影像學資料，測量并探討頭尾關節突角度、關節突-椎弓根角變化與該病的相關性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 分析2016年1月至2017年11月在我院門診和住院患者經X線和CT檢查診斷為DLS的患者共45例，其中男16例，女29例，平均年齡(63.78±8.50)歲。所有患者均采用同一部X線機及CT機檢查，所有患者檢查均獲得知情同意。同時收集同期在我院健康體檢者90例作為正常組，其中男42例，女48例，平均年齡(61.04±7.04)歲。兩組患者在年齡、性別方面比較差異無統計學意義(P>0.05)，兩組患者一般資料具有可比性。

納入標準：a)診斷為單節段退變性腰椎滑脫癥(L4～5)；b)資料收集齊全；c)腰椎共5節段，即無腰椎骶化或骶椎腰化。排除標準：a)其他節段退變滑脫患者；b)腰椎術后；c)先天或后天脊柱側彎；d)存在腰椎骶化、骶椎腰化患者；e)脊柱側凸畸形>10°；f)真性滑脫(腰椎峽部裂)；g)原發或繼發脊柱腫瘤。

1.2 資料收集 記錄患者身高、體重計算體重指數；根據腰椎正側位X線片、CT平掃測量腰椎滑脫程度、頭尾關節突關節角、關節突-椎弓根角、左右關節突關節角對稱情況。

1.2.1 頭尾關節突關節角 對椎體矢狀位上進行L4～5CT掃描，選取平行于L4～5椎間隙上緣的終板作為關節突的頭部，平行于L4～5椎間隙下緣的終板且通過椎弓根下緣作為關節突的尾部，同時控制CT掃面層與終板夾角小于2°表示有效[8](見圖1)。以上述矢狀層面定位追蹤與該層面的橫斷面CT掃面，用閆廣輝等[9]提出的頭尾側關節突關節角角度測量方法進行測量：a)尾側關節突關節角：在關節突關節面的前內側點到后外側點的連線與椎體后緣的夾角，分別測出左、右兩側的夾角α1、α2，則尾側關節突關節角=(α1+α2)/2(見圖2)；b)頭側關節突關節角：在關節突關節面的前內側點到后外側點的連線與椎間盤后緣的夾角，分別測出左、右兩側的夾角β1、β2，則頭側關節突關節角=(β1+β2)/2(見圖3)。

1.2.2 腰椎滑脫程度 采用Meyerding分型即腰椎側位片上位椎體向前滑動的距離與下位椎體矢狀經的比值×100%，分為四度，I度<25%，25%≤Ⅱ度<50%，50%≤Ⅲ度<75%，Ⅳ度>75%。

1.2.3關節突-椎弓根角 在腰椎側位X線片上測量L4椎體前后緣中點連線與椎間關節突關節間隙的夾角(見圖4)。

圖1 關節突頭部、尾部測量示意 圖2 尾側關節突關節角測量示意 圖3 頭側關節突關節角測量示意

圖4 關節突-椎弓根角測量示意

1.2.4 關節突關節角不對稱 按照Grogan等[10]人的定義，左右關節突關節角在矢狀位上存在>7°的差異。上述所有測量角度等均測量兩次，然后計算其平均值后進一步統計分析[11]。

2 結 果

2.1 滑脫組與正常組相關指標比較 滑脫組患者頭側關節突關節角、尾側關節突關節角、關節突-椎弓根角均比非滑脫組增大，兩組比較差異有統計學意義(P<0.05，見表1)。

表1 兩組體重指數、關節突關節角、關節突-椎弓根角比較

2.2 滑脫組與各變量間的線性相關分析 采用線性相關分析滑脫組與體重指數相關系數r=0.29，與頭側關節突關節角相關系數r=0.37，關節突-椎弓根角相關系數r=0.40，均具有一定相關性(P<0.05)；而滑脫組與關節突角尾端相關系數r=0.18，無相關性(P>0.05)。

2.3 滑脫組的多因素logistics回歸分析 對差異有統計學意義的體重指數、頭側關節突關節角、關節突-椎弓根角納入多因素logistics回歸分析發現：體重指數、頭側關節突關節角、關節突-椎弓根角可能是退變性腰椎滑脫的高危因素(見表2)。

表2 退變性腰椎滑脫的多因素logistics回歸分析

2.4 不同程度腰椎滑脫與關節突關節角是否對稱關系分析 退變性腰椎滑脫I度8例，Ⅱ度26例，Ⅲ度11例，通過多聯卡方檢驗，顯示腰椎滑脫與左右關節突關節角不對稱有統計學意義(P=0.039)。

3 討 論

3.1 腰椎關節突關節的生物力學 脊柱的功能單位(functional spinal unit，FSU)是由相鄰的兩個椎體及椎間盤、關節突關節及韌帶結構組成，而關節突關節在維持脊柱運動節段的穩定性中起著重要意義[12-13]。關節突關節主要是承受壓縮、旋轉、拉伸、扭轉、抗剪切等負荷力量；當脊柱后伸時腰椎上下關節突關節的關節面相互接觸，產生壓力，隨著后伸角度的逐漸增加，相應的關節面承受壓力逐漸增加。在正常活動范圍內30%～70%的扭轉力量由關節以壓縮載荷的方式承擔，20%～50%由椎間盤承擔，當運動單位發生扭轉時首先由纖維環中的纖維拉伸對抗，扭轉力量逐漸增加時關節突關節面開始接觸限制扭轉活動在1°～2°間，若扭轉角度超過2°時關節面內前1/3開始受到應力的集中而遭到破壞，因此扭轉產生的關節突上的損傷要比在椎間盤上的損傷要早[14-17]。

3.2 關節突關節角與DLS的關系 2009年Toyone等[18]首先提出在CT橫斷面上通過上、下緣終板作平行線測量關節突頭側和尾側的關節角度，并指出腰椎關節突關節角變化趨于矢狀面時腰椎滑脫發生的風險增加，因此關節突關節矢狀化在腰椎滑脫節段中已達成共識[18-19]。通過本次研究DLS患者在L4～5滑脫節段關節突關節角與矢狀面中位線的夾角小于對照組，與前期學者研究基本一致。當人體發育成熟后，各種負荷的增加，在此狀態下由于腰椎本身存在向前凸的生理結構，L4～5椎體向前下方傾斜，該節段將身體重心向下的壓力分為向前的分力和向椎間關節的擠壓力。因此由于關節突關節角矢狀化后冠狀面的接觸面變小，阻抗向前的力量減弱，最終不能抵抗上位椎體向前的分力而發生滑脫。通過相關性分析發現頭側關節突關節角與腰椎滑脫都有一定的相關性，但相關性差，相關系數r=0.29，P=0.002，通過多因素logistics多因素回歸分析發現頭側關節突關節角可能是腰椎滑脫的危險因素之一。本研究結果與許伏龍等[20]、郭馬超等[21]相似，關節突關節角矢狀化與退變性腰椎滑脫具有一定的相關性。

3.3 體重指數與DLS的關系 本次研究滑脫組的體重指數低于正常組，兩組間差異有統計學意義；Reid等[22]指出體重指數低者，其脂肪含量也低，相應地雌激素水平低，導致椎間韌帶松弛，影響脊柱三關節復合體力學平衡而出現脊柱滑脫；但有學者指出體重指數高者是易引起脊柱關節突關節退變的主要原因[23]。

3.4 關節突-椎弓根角、關節突關節角不對稱與DLS的關系 本研究發現滑脫組的關節突-椎弓根角大于正常組，隨著角度的逐漸變大逐漸趨于水平面，引起關節異常活動，導致關節突關節間接觸面積變小，穩定性下降，降低了抵抗L4椎體向前移位的力量；相關學者研究關節突關節角不對稱導致脊柱三關節復合體左右兩側承受旋轉、剪切力分布均勻而引起滑脫[24]。本研究退變性腰椎滑脫不同程度與關節突關節角不對稱差異有統計學意義。

綜上所述，退變性腰椎滑脫癥患者滑脫節段的頭側關節突關節角更加偏向矢狀化，同時腰椎左右兩側關節突關節角不對稱也與正常組有所差異，但由于本次研究樣本量太少對于不對稱的研究具有一定的局限性，因此還需要進一步大樣本多中心研究或有限元力學的分析。