腰椎管狹窄合并L3退行性脊柱滑脫的病理機制研究

王錕，孫曉亮△，吳國鋒，周劍，孫晗，袁峰

退行性脊椎滑脫（Degenerative spondylolisthesis，DS）是由于長期的椎間盤、關節突關節以及周圍韌帶的退變、松弛而導致的椎間關節出現的不穩定，表現為上位脊椎向前、向后或向側方發生滑移［1］。DS通常是無癥狀的，由腰椎退行性病變引起椎管狹窄從而導致下腰痛和神經功能障礙；此外，有癥狀的DS患者經常規保守治療后由于癥狀惡化，而最后需要手術治療［2-3］。到目前為止，已經有許多關于DS的病因學研究，爭議比較多的幾個誘發因素包括年齡、性別、體質量指數（BMI）和矢狀面小關節角度［4-5］。另有研究發現，DS與脊柱骨盆矢狀面參數之間存在密切相關性，而且很可能是導致DS發生的一個重要機械因素［6-7］。以往多項研究證實DS主要發生在成人L4節段，而關于DS發生在L3節段的報道甚少，對其發病機制仍不十分清楚［8-9］。因此，本研究目的是探討在L3節段DS的發生發展的病理機制。

1 對象與方法

1.1 研究對象 收集2012年5月—2017年6月在我院接受腰椎后路減壓術治療的腰椎管狹窄患者300例，按照納入標準和排除標準共篩查僅合并L3DS患者35例作為L3DS組，另選取與之匹配的無DS患者40例作為非DS組。L3DS組男17例，女18例，平均年齡（63.37±8.32）歲，BMI（23.55±1.72）kg/m2；非DS組患男21例，女19例，平均年齡（63.68±8.00）歲，BMI（23.39±1.58）kg/m2。2組患者年齡（t=0.164）、性別（χ2=0.115）、BMI（t=0.421）比較差異均無統計學意義（P＞0.05）。納入標準：（1）患者診斷符合腰椎管狹窄癥：雙下肢脹痛，行走時出現間歇性跛行發生下肢脹痛不適或放射性疼痛；CT或磁共振成像（MRI），椎管橫徑或縱徑＜13 mm為相對狹窄，＜11 mm為絕對狹窄。（2）患者接受腰椎后路減壓手術。（3）患者合并DS且僅限在L3節段。（4）影像學資料完整。排除標準：（1）患有脊柱腫瘤者。（2）脊柱畸形者。（3）腰椎間盤突出癥者。（4）脊柱結核及感染。（5）存在其他脊柱節段的DS。（6）脊柱骨折患者。

1.2 像學資料收集及參數的測量 所有患者均拍有術前標準的站立位腰椎正側位X線片及腰椎MRI并統一收集。在腰椎側位片上測量如下參數：骨盆投射角（pelvic incidence，PI）、骨盆傾斜角（pelvic tilt，PT）、骶骨傾斜角（sacral slope，SS）、腰椎前凸角（lumbar lordosis，LL）及L3、L4、L5椎體的坡度，此外，在MRI上測量L3/4、L4/5小關節角度及 L3/4、L4/5、L5/S1椎間盤高度。

1.2.1 X線片參數 （1）髖軸（hip axis，HA）：雙側股骨頭中心連線的中點。（2）PI：HA至骶骨上終板中點連線與骶骨上終板中垂線的夾角。（3）PT：HA至骶骨上終板中點連線與縱垂線的夾角。（4）SS：骶骨上終板切線與水平線的夾角。（5）LL：L1椎體上終板切線與骶骨終板切線的夾角。（6）椎體坡度測量：以L3為例，是L3椎體的上終板切線與水平線的夾角，余椎體坡度測量同此法。見圖1。

Fig.1 Measurement of spine-pelvis sagittal plane parameters圖1 脊柱-骨盆矢狀面參數測量

1.2.2 MRI參數 小關節角度的測量：選取患者MRI橫斷面，先確定關節面的內外兩端點，在L3小關節面斷層，其前內端點處設為B點，后外端點處設為A點，連接兩點并延長而成一條直線，代表關節面總的方向。其次確定椎體的矢狀軸，以椎間盤區域中心設為C點，兩側椎板相連處內側、棘突基部中心D點為另外一點，連接這兩點，代表腰椎的矢狀軸。如椎體后緣有骨贅，則根據椎體中心與棘突中點的連線作為中心線進行矯正［10］；關節面兩點連線與椎體矢狀軸的后方交角即為小關節面角，最后取左右兩角的平均值，角度＜45°為偏向矢狀面，角度≥45°為偏向冠狀面，測量所有患者的L3/4和L4/5的小關節角度。椎間盤的高度測量：在MRI矢狀面上測量L3/4、L4/5、L5/S1椎間盤的高度，較臨近正常椎間盤高度減少25%則定義為椎間盤高度降低。見圖2。

Fig.2 Schematic diagram of measurement of the angle of lumbar facet joint and the height of lumbar disc圖2 腰椎小關節角度和腰椎間盤高度測量示意圖

1.3 統計學方法 應用SPSS 23.0軟件進行統計學處理。符合正態分布的計量資料以均數±標準差（x±s）表示，2組間均數比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料以例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 2組患者脊柱-骨盆參數及椎體坡度的比較 2組患者脊柱-骨盆矢狀面參數中PI、PT、SS、LL的比較差異均無統計學意義（P＞0.05)。椎間盤的高度參數中L3DS組L3、L4、L5坡度均大于非DS組（P＜0.01）。見表1。

2.2 2組患者小關節角度及椎間盤高度的比較 L3DS組中L3/4小關節角度小于非DS組（P＜0.01），矢狀化明顯；2組L4/5小關節角度比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。L3DS組L4/5腰椎間盤高度降低比例為45.83%（11/24），而非DS組僅為11.11%（4/36），2組間比較差異有統計學意義（χ2=5.357，P＜0.05）。

3 討論

本研究揭示了兩個重要的發現：（1）L3DS組患者存在腰椎形態學的改變表現為L3/4節段腰椎坡度變大，小關節角度更偏向矢狀面。（2）在L3DS組中L4/5椎間盤高度降低比例明顯增多，推測在L3/4節段由于過多的壓力負荷導致與L4/5間接觸面減少可能是L3DS發生的一個額外重要原因。

L3DS發生的一個重要因素可能與腰椎斜坡的解剖學有關［11］。馬泓等［12］發現骨盆參數變化與L3DS發生率具有很高的相關性［12］。在脊柱椎體上的接觸力是由兩個分力合成的，一個力是平行于椎體的終板；另一個力是垂直于椎間盤［13］。Aono等［8］通過病例分析發現在L3DS患者中L4和L5的斜坡角度明顯大于L4DS組，但該研究并沒有測量L3斜坡角度。本研究發現L3DS組患者L3、L4、L5坡度均大于非DS組。筆者推測L3節段坡度的增大是導致DS發生的主要原因。導致DS發生的另一個解剖學因素是腰椎小關節發生矢狀化［6］，其產生機制主要是由于腰椎小關節矢狀化的增加從而導致其抵抗前向剪切力大大減少［14］。Schuller等［11］研究發現在L4DS組L4/5小關節角度的矢狀化程度較對照組僅有臨床癥狀，無明顯影像學上改變的患者明顯增大。在本研究中，L3/4小關節角度在L3DS組明顯比非DS組更加偏向矢狀化。相反，2組之間L4/5小關節角度的矢狀化沒有明顯差異。筆者認為，如果患者在沒有L4/5節段的小關節角度矢狀化，而僅存在L3/4節段的小關節角傾向于矢狀化，DS發生在L3椎體的可能性大大增加。DS關節突關節偏向矢狀也有可能是骨穩定結構退變，功能減弱，骨重建再塑，也可能是由于腰椎滑脫引起的。

L3DS的發生除了上述形態學因素外，可能與L3/4處承受的過大應力密切相關［6］。在以往的研究中，椎間盤退變主要是由于承受具大的負荷和壓力造成的，而L4/5椎間盤的退變是最常見的受累節段［15］。有研究報道稱近94%的腰椎管狹窄患者同時合并L4/5椎間盤退變的，如果椎間盤的退變首先發生在L4/5節段，那么由于機體為維持L4/5椎體間的相對穩定，就會在上一節段——L3/4處產生過度的對抗應力［6］。脊柱—骨盆矢狀面平衡現在越來越被大家重視，并被認為是維持脊柱系統穩定的一個極其重要因素［12.16］。脊柱—骨盆矢狀面的平衡在許多脊椎疾病中扮演了相當重要的角色，一旦這種平衡被破壞將會引起一系列臨床癥狀，如脊柱不穩、滑脫、側凸、小關節炎等［17］。在DS的發生發展過程中，與脊柱—骨盆矢狀面的相對平衡也具有密切關聯，但脊柱—骨盆矢狀面的排列在L3DS發生的病理機制中并不起明顯作用［18-20］。筆者推測由于L4/5節段更靠近骶骨，因此相比于L3/4，其能通過形態學的特征更直接影響骨盆形態。

Tab.1 Comparison of measurement parameters between two groups of patients表1 2組患者脊柱-骨盆矢狀面參數的比較

Tab.2 Comparison of the facet joint angle and intervertebral disc height between the two groups of patients表2 2組患者的小關節角度及椎間盤高度的比較

本研究存在一定的局限性，首先是樣本量相對較小，其次，非DS患者納入可能存在選擇偏倚，因為他們均接受了腰椎手術，并不是從正常腰椎形態的患者中選取。雖然在本研究中年齡和性別是匹配的，但腰椎滑移的發生可能與其他未知因素有關，因此還需要進一步的研究來闡明這些問題。

綜上所述，L3節段腰椎的斜坡度越大，L3/4小關節角度的矢狀化可導致L3DS的發生。由于L4/5椎體滑動的減少導致在L3/4段的應力過度增加可能是L3DS發生機制的另一個原因。