腰椎關節突三維角度與單節段同水平腰椎間盤突出相關性研究

戶小彬，張濤，王欣

（1.天津醫科大學一中心臨床學院，天津300192；2.天津市第一中心醫院骨科,天津300192；3.南開大學附屬醫院（天津市第四醫院）放射科，天津300222）

腰椎間盤突出為臨床上多見的高發病，對患者的生活質量可造成不利影響[1]。隨著對腰椎活動功能單元的研究不斷深入，越來越多的學者認為腰椎關節突可能與腰椎間盤突出存在關聯[2]。但目前腰椎間盤突出與腰椎關節突的關系尚未明確[3]。因此，本研究在關節突的橫斷面、冠狀面及矢狀面對腰椎關節突進行研究，以明確腰椎關節突與腰椎間盤突出分級的關系，為臨床防治腰椎關節突提供一定的參考依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2018年6月—2019年6月我院收治的單純性單節段腰間盤突出患者105例作為研究對象，排除標準：合并腰椎外傷、腫瘤、炎癥等疾病；其中L3/4突出患者25例，L4/5突出患者35例，L5/S1突出患者45例；其中男性患者60例，女性患者45例；年齡20～67歲，平均年齡為（45.23±6.18）歲。另選取同期無腰椎疾病患者60例為對照組，其中男性33例，女性28例；年齡24～69歲，平均年齡為（46.37±7.21）歲。所有研究對象均對本研究知情同意。

1.2 影像學檢查

1.2.1 檢查方法 兩組研究對象均采用X光和CT進行腰椎正側位檢查，對L3～S1椎體采用螺旋CT檢查，掃描平面與椎間隙平行，若CT橫斷面與終板夾角大于5°，則分別對L3～S1椎體的橫斷面、冠狀面及矢狀面管截圖角度進行測量。隨后在骨窗條件下觀察腰椎間盤突出患者關節突關節退變程度[4]：正常為Ⅰ度，關節間隙狹窄或輕度骨贅生物形成為Ⅱ度，關節軟骨硬化或中度骨贅生物形成為Ⅲ度，明顯骨贅生物形成為Ⅳ度。

1.2.2 測量方法 采用配套分析軟件對關節突進行測量。（1）橫斷面角度：取各節段經下位椎體上終板的平面，測量腰椎關節突角即上關節突關節面前后兩端點連線與同椎體正中矢狀線夾角（α、β）[5]，分別計算α、β的平均值和差值。（2）冠狀面角度：在正位X線上測量左右兩側腰椎小關節面與中軸線的夾角即∠1、∠2，計算∠1、∠2 平均值和差值。（3）矢狀面角度：在側位X線上測量腰椎小關節關節面與椎體后緣連線的夾角∠3。兩側小關節不對稱以大于誤差度（intraobserver error）角度的2倍作為小關節不對稱的標準，本研究誤差度為2.8°，不對稱性定為＞5°。

1.3 統計學處理 采用SPSS 20.0統計學軟件進行處理分析，檢驗數據符合正態分布及方差齊性，計量資料以x±s表示，兩組患者腰椎關節突角在橫段面、冠狀面、矢狀面對比采用t檢驗，兩組計量資料對比采用χ2檢驗，不同退變級別突出程度比較采用方差分析，P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者橫斷面兩側關節突角度對比 兩組患者橫斷面兩側L3/4、L4/5和L5/S1關節突角度對比均具有統計學意義（均P＜0.05），觀察組的角度均明顯小于對照組（表1）。

2.2 兩組橫斷面腰椎關節突角度不對稱率對比 兩組橫斷面兩側L3/4、L4/5和L5/S1關節突角度不對稱率對比均具有統計學意義（均P＜0.05），觀察組的角度不對稱率均明顯大于對照組（表2）。

表1 兩組患者橫斷面兩側關節突角度對比(°，x±s)Tab 1 Comparison of protrusion angle of lumbar joint in cross section between the two groups(°，x±s)

表2 兩組橫斷面腰椎關節突角度不對稱率對比[n(%)]Tab 2 Comparison of asymmetry rate of protrusion angle of lumbarjointincross section between the two groups[n(%)]

2.3 兩組患者冠狀位腰椎關節突角度對比 兩組患者冠狀位兩側L3/4、L4/5和L5/S1關節突角度對比均具有統計學意義（P＜0.05），觀察組的角度均明顯小于對照組（表3）。

表3 兩組患者冠狀位腰椎關節突角度對比（°±s）Tab 3 Comparison of protrusion angle of lumbar joint in coronal position between the two groups（°，x±s）

表3 兩組患者冠狀位腰椎關節突角度對比（°±s）Tab 3 Comparison of protrusion angle of lumbar joint in coronal position between the two groups（°，x±s）

組別 例數 L3/4 L4/5 L5/S1觀察組 105 11±4 17±4 22±7對照組 60 15±4 21±6 26±6 t 6.179 5.127 3.713 P 0.000 0.000 0.000

2.4 兩組患者冠狀位腰椎關節突角度不對稱率對比 兩組患者冠狀位兩側L3/4、L4/5和L5/S1關節突角度不對稱率對比均具有統計學意義（均P＜0.05），觀察組的角度不對稱率均明顯大于對照組（表4）。

表4 兩組患者冠狀位腰椎關節突角度不對稱率對比[n(%)]Tab 4 Comparison of asymmetry rate of protrusion angle of lumbar joint in coronal position between the two groups[n(%)]

2.5 兩組患者矢狀位腰椎關節突角度對比 兩組患者矢狀位兩側L3/4、L4/5和L5/S1關節突角度對比均具有統計學意義（P＜0.05），觀察組的角度均明顯大于對照組（表5）。

2.6 腰椎間盤突出患者關節突不同退變級別突出程度 腰椎間盤突出患者關節突存在不同程度的突出（Ⅱ～Ⅳ度），按照關節突關節的突出等級將腰椎間盤突出癥患者分為3組，各組間突出指數差異無統計學意義（P＞0.05），見表 6。

表5 兩組患者矢狀位腰椎關節突角度對比(°，x±s)Tab 5 Comparison of sagittal lumbar joint angularity between the twogroups(°，x±s)

表6 腰椎間盤突出患者關節突不同退變級別突出程度(°，x±s)Tab 6 Degree of protrusion of articular process in patients with lumbardischerniation(°，x±s)

2.7 關節突角度與突出程度相關性分析 105例腰椎間盤突出患者關節突角度與腰椎間盤突出程度具有相關性（r=0.755，P=0.000），見圖 1。

圖1 關節突角度與突出程度相關性散點圖Fig 1 Scatter diagram of the correlation between joint protrusion angle and protrusion degree

3 討論

腰間盤突出發病影響因素較多，對該病的病因認識還需進行深入的研究[6-7]。本研究就腰椎關節突在腰椎間盤突出患者中所具有的作用進行簡要探討，因兩側腰椎關節突關節與腰椎間盤共同構成了脊柱運動的三關節復合體，腰椎關節突形態的改變對椎間盤運動具有非常重要的生物力學意義[8]。大量研究表明在腰椎間盤突出中應注意腰椎關節突的重要性[9-10]，但現階段多為對關節突的單平面研究，對于腰椎關節三維立體結構研究不足，本研究從橫斷面、冠狀面及矢狀面3個平面對腰椎關節突進行分析，以明確其與腰椎間盤突出關節退行性病變分解的關系[11]。

腰椎關節突關節退行性病變為關節磨損、增生等形態學改變[12]。依據矢量力學原理，在橫斷面上腰椎關節突關節偏向矢狀位越大，則對椎間移動力量的能力越弱；冠狀位上，關節突則偏向矢狀方向，關節面接觸面積越少，對抗阻力的能力越小，極易導致纖維環牽拉；矢狀位上，腰椎關節突則偏向水平位，易導致椎間滑移，從而引起纖維環勞損劈裂[13]。本研究結果表明，腰椎間盤突出患者關節突角度明顯小于對照組（P＜0.05），且腰椎關節突角度不對稱比率大于對照組（P＜0.05）；冠狀面上，腰椎間盤突出患者關節突角度明顯小于對照組（P＜0.05），且腰椎關節突角度不對稱比率大于對照組（P＜0.05）；矢狀位上，腰椎間盤突出患者關節突多向水平位偏移。

本研究結果表明，腰椎間盤突出患者關節突關節均存在不同程度的退行性病理變化（Ⅱ～Ⅳ度）；但依據關節突關節退變等級將腰椎間盤突出患者分為3組，各組患者突出程度差異無統計學意義，說明關節突關節退行性改變分級對腰椎間盤突出患者無明顯病因學意義[14]。但對關節突關節角度與腰椎間盤突出相關性研究發現，腰椎間盤突出患者關節突角度與突出程度具有相關性（P＜0.05）。研究發現，無論疾病程度嚴重與否，腰椎關節突關節角的改變與疾病具有明顯的相關性[15]，說明關節突關節角的病理改變為關節突關節嚴重改變所引起，而依據Wolf定理表明：正常或異常的骨結構均適應于拮抗作用于骨上的外力，因此腰椎關節突關節的退行性對該關節的應力分布勢必發生改變。

綜上所述，腰椎關節突關節為三維立體結果，不能只進行平面研究，本研究由3個平面對腰椎關節進行研究，認為腰椎關節突三維角度與單節段同水平腰椎間盤突出具有重要的病因學意義，腰椎關節突角度與單節段同水平腰椎間盤突出具有一定的相關性。