頸椎小關節(jié)不對稱性與頸椎間盤突出癥的相關性

楊雨蒙，敖瑩盈，唐 銳，張瑞珂,郭 亮，李曉蘭△

(1.重慶醫(yī)科大學附屬大學城醫(yī)院放射科，重慶 401331；2.重慶醫(yī)科大學附屬大學城醫(yī)院骨科，重慶 401331;3.重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，重慶 400016)

BRAILSFORD[1]最早定義椎小關節(jié)的不對稱性(FT)是指左右兩側椎小關節(jié)角度的不對稱性，其中一側的角度比另一側更接近矢狀位，并認為FT及椎小關節(jié)的方向性可能與脊柱退變有關，其可能是引起椎體退行性變的原因，或是由退變產(chǎn)生的異常應力導致的結果。目前，大部分學者都集中于對腰FT與椎間盤突出癥、腰椎滑脫或不穩(wěn)之間關系的研究[2-5]，戶小彬等[6]認為有腰椎間盤突出患者的關節(jié)突關節(jié)角度比無椎間盤突出者更小，F(xiàn)T在腰椎間盤突出患者中出現(xiàn)的概率大于無椎間盤突出者。然而，對頸椎小關節(jié)的研究較少，對頸FT與頸椎間盤突出癥的關系研究得更少，CDH椎間盤突出的方向與FT的關系也不清楚。與腰椎不同的是，頸椎的小關節(jié)方向更為復雜。在腰椎中，小關節(jié)面傾向于幾乎垂直的方向，而在頸椎區(qū)域，小關節(jié)與橫切面、矢狀面和冠狀面的傾斜度從一個水平變?yōu)榱硪粋€水平，不同的椎體形態(tài)也可能導致不同的應力傳遞[7]。因此，研究頸椎小關節(jié)的形態(tài)、結構及應力對臨床上診斷和治療頸椎退行性疾病有重要的指導意義。作者希望通過影像學觀察和測量椎小關節(jié)的形態(tài)及大小來探究FT與頸椎間盤突出癥的相關性。

1 資料與方法

1.1一般資料 CDH組：選取2018年1月1日至2021年4月25日在重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院行頸椎CT平掃檢查101例患者作為研究對象(CHO組)，其中男45例，女56例；年齡35～72歲，平均(49.13±9.48)歲。CHO組納入標準：(1)臨床以頸肩痛就診；(2)C3～7單一節(jié)段椎間盤后外側突出型；(3)頸椎完好，未經(jīng)歷椎間盤手術或保守治療；排除標準：(1)頸椎結核及腫瘤；(2)嚴重脊柱側彎畸形；(3)脊柱感染或腫瘤性疾??；(4)頸椎外傷及骨折；(5)頸椎滑脫。對照組：另選取同期50例健康者作為研究對象(對照組)，其中男23例，女27例；年齡27～72歲，平均(47.76±12.99)歲。對照組納入標準：(1)無C3～7椎間盤突出癥患者；排除標準：(1)頸椎結核及腫瘤；(2)嚴重脊柱側彎畸形；(3)脊柱感染或腫瘤性疾?。?4)頸椎外傷及骨折；(5)頸椎滑脫。

1.2方法

1.2.1掃描方法 采用 GE LightSpeed VCT64 層螺旋 CT?；颊呷⊙雠P位，掃描范圍從C1椎體至T2椎體水平，掃描方向為從頭至足。管電壓 130 kV，管電流 90 mAs，旋轉速度 0.4 s/rot，螺距 0.969，矩陣 512×512。掃描層厚 5 mm，層間距 5 mm，掃描完成后行薄層重組(層厚 1 mm，層間距 1 mm)傳至圖像存儲與傳輸系統(tǒng)(PACS 系統(tǒng))。選取C3～4、C4～5、C5～6和C6～7椎小關節(jié)的中心掃描層面，清晰顯示椎小關節(jié)結構形態(tài)，獲取該層面雙側椎小關節(jié)角度進行研究。

1.2.2測量方法 根據(jù)RONG等[7]研究中描述的方法，在軸向CT掃描上測量頸椎小關節(jié)角度，首先，獲得平行于椎體終板的軸位圖像，然后在軸位圖像上，畫一條穿過頸椎間盤的中心和棘突基底部中心的中矢狀線，在每個小關節(jié)的前內側緣和后外側緣之間繪制一條直線，其與中矢線之間的夾角代表這一側的小關節(jié)角度，將左右兩側的小關節(jié)角度差大于7°定義為FT，F(xiàn)T記錄為左右兩側小關節(jié)矢狀角度差值的絕對值。

中矢線穿過頸椎間盤中心(O，AO=OB)和棘突基底中點(M)。在每個椎小關節(jié)(C&D、E&F)的前內側和后外側邊緣之間繪制椎小關節(jié)線。中矢線與椎小平面線的夾角代表每側的椎小關節(jié)平面角(α=右側椎小關節(jié)平面角，β=左側椎小關節(jié)平面角)。

2 結 果

2.1FT在CDH組椎間盤突出節(jié)段與對照組相應節(jié)段分布情況比較 CDH組101例后外側型椎間盤突出患者中，C3～4段9例、C4～5段19例，C5～6段51例，C6～7段22例，出現(xiàn)FT的例數(shù)分別為8、12、37、14例；對照組50例健康者中，相應節(jié)段出現(xiàn)FT的例數(shù)分別為13、15、15、12例，在CDH組中各節(jié)段FT出現(xiàn)的概率明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.001、0.012、<0.001、0.001)。見表1。

表1 FT 在CDH組椎間盤突出節(jié)段與對照組相應節(jié)段分布情況比較(n)

2.2CDH組和對照組各個節(jié)段FT比較 CDH組在C3～4、C4～5、C5～6和C6～7節(jié)段，雙側椎小關節(jié)角度的差值分別為12.42°±7.23°、9.08°±5.03°、9.81°±5.84°、8.25°±4.50°；對照組相應節(jié)段雙側椎小關節(jié)角度的差值分別為5.25°±3.99°、6.32°±4.72°、5.83°±4.36°、5.56°±3.85°。在C3～7節(jié)段，CDH組雙側椎小關節(jié)角度差值較對照組更顯著，即椎小關節(jié)的不對稱程度明顯大于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.001、=0.048、0.001、0.018)。見表2。

表2 CDH組和對照組各個節(jié)段FT比較

2.3CDH組中椎間盤突出側與健側椎小關節(jié)角度比較 CDH組中，C3～4、C4～5、C5～6和C6～7節(jié)段椎間盤突出側的椎小關節(jié)角度分別為86.89°±9.63°、90.84°±8.66°、90.52°±9.41°、88.17°± 10.75°，相應節(jié)段未突出側即健側的椎小關節(jié)角度分別為81.78°±12.01°、85.44°±10.49°、87.12°±9.38°、83.75°±7.97°，C3～4節(jié)段椎間盤突出側與健側椎小關節(jié)角度差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，而C4～5、C5～6和C6～7節(jié)段椎間盤突出側小關節(jié)角度明顯大于健側，差異均有統(tǒng)計學意義(P=0.018、0.032、0.023)。見表3。

表3 CDH組中椎間盤突出側與健側椎小關節(jié)角度比較

3 討 論

近年來，頸部疼痛患者的數(shù)量不斷增加[8]，既往文獻在研究椎小關節(jié)與椎間盤突出癥的關系時，通常選取多節(jié)段椎間盤突出者作為試驗組，椎間盤突出節(jié)段相鄰無突出節(jié)段的小關節(jié)作為對照組，然而每個椎體節(jié)段的運動范圍和生物力學都不一樣[9]。因此，對照組可能設置不合適，本次研究選擇單一節(jié)段頸椎間盤患者作為對照組，無椎間盤突出癥者作為對照組，能避免這一現(xiàn)象，使得結果更加準確。有研究表明，頸椎小關節(jié)退變多見于C2～3節(jié)段，椎小關節(jié)退變也會引起小關節(jié)不對稱[10]，本次試驗選擇C3～7節(jié)段，盡量避免椎小關節(jié)退變帶來的影響。對于椎小關節(jié)不對稱的角度范圍并無統(tǒng)一標準，有研究定義FT為雙側關節(jié)突關節(jié)角度差值大于5°，但5°有可能是測量誤差，且5°不會引起明顯的生物力學異常[11-12]，臨床指導意義不強，故根據(jù)以往文獻報道[7]，定義FT差值大于7°。

脊柱由椎小關節(jié)、椎間盤和韌帶提供內源性穩(wěn)定，椎體在運動過程中的活動范圍主要由椎間盤決定，韌帶有助于防止椎體屈曲旋轉或向前方移位，如果椎小關節(jié)越接近矢狀位，椎體就更容易向前方移位[13]。維持脊柱穩(wěn)定的所有靜力結構中，椎小關節(jié)和椎間盤是最重要的結構[14]，椎小關節(jié)也叫作關節(jié)突關節(jié)，是脊椎中唯一的滑膜關節(jié)。椎間盤和雙側關節(jié)突關節(jié)形成一個“三關節(jié)復合體”，確保脊柱在所有空間平面上的穩(wěn)定性和活動性?！叭P節(jié)復合體”中的任何一個關節(jié)發(fā)生改變，會使整個“復合體”的生物力學關系發(fā)生改變，從而影響“復合體”中的另外兩個關節(jié)[15-16]?！叭P節(jié)復合體”其后部及內側可以分別抵抗向前移位、旋轉等有損脊柱結構的外力，在脊柱的運動、穩(wěn)定性、軸向載荷傳導中起著重要作用[17]，特別是在頸椎節(jié)段的運動中，椎小關節(jié)對椎體的穩(wěn)定起著決定性的作用。椎小關節(jié)的主要功能除重要的承載功能外，還能控制活動節(jié)段的運動方向。

既往研究表明，頸椎小關節(jié)具有方向性是一個常見的解剖特征[18]，且椎小關節(jié)不對稱是椎間盤突出、退變或小關節(jié)退變的解剖危險因素[19]。椎間盤退變被廣泛認為是椎間盤突出的病理基礎。然而，椎間盤突出是一個較復雜的過程，包括髓核變性、纖維環(huán)變性和破壞，隨后由于重復的過度負荷導致髓核移位[20-22]。一些復合運動也大大增加了椎間盤損傷的危害和風險,復合運動不僅會導致纖維環(huán)受損，又會擠壓髓核使其向后外側移動，增加后外側纖維環(huán)的局部應力[23-24]。本研究得出，在C3～4、C4～5、C5～6和C6～7節(jié)段，F(xiàn)T與CDH之間具有顯著相關性，頸椎間盤突出患者中FT發(fā)生率明顯大于對照組，這進一步證實了FT是CDH的解剖危險因素。

我們還得出雙側椎小關節(jié)角度差值比對照組更顯著，即CDH椎小關節(jié)不對稱的程度比對照組更顯著，這可能是因為椎小關節(jié)不對稱的程度越大，椎體屈曲、伸展、側彎及旋轉時，椎間盤所承受的應力較對稱者越大，越容易發(fā)生突出[7]。

有文獻報道，在C3～4、C4～5、C5～6和C6～7節(jié)段，在矢狀面、軸位面或冠狀面上，頸椎間盤突出組左、右兩側椎小關節(jié)角度的平均差值和FT發(fā)生率均顯著大于對照組，但左側或右側較大的椎小關節(jié)角不影響椎間盤突出的方向，且頸椎間盤退變的嚴重程度與FT無關[22]。但與其不同的是，本研究表明，除了C3～4節(jié)段，椎間盤突出側與健側椎小關節(jié)角度無顯著性差異，C4～7節(jié)段椎間盤突出側小關節(jié)角度明顯大于健側，也就是說在C4～5、C5～6和C6～7節(jié)段椎間盤會更傾向于與矢狀面成較大的小關節(jié)角度的那一側突出。這可能是因為椎小關節(jié)在分擔載荷和限制軸向旋轉方面起著重要作用，軸向旋轉會損傷纖維環(huán)，使椎間盤更容易突出[10]。如果上位椎體向右側旋轉，左側的椎小關節(jié)會限制椎間盤的旋轉運動，反之亦然。如果椎小關節(jié)與矢狀面夾角越大，即椎小關節(jié)角度越大，當椎體進行軸向旋轉時，對另一側的限制就越差。因此在存在FT的節(jié)段，椎小關節(jié)矢狀角度越大的一側對軸向旋轉的限制性越差。當椎間盤進行旋轉運動時，椎小關節(jié)角度更大的那側，關節(jié)突關節(jié)面所承受的應力越小，而同側椎間盤承受的纖維環(huán)應力越大，反之，關節(jié)突關節(jié)面承受應力越大，椎間盤纖維環(huán)承受應力越小。也就是說，在有FT的節(jié)段中，椎小關節(jié)角度越大的一側越不穩(wěn)定，同側椎間盤更容易受到損傷。軸向旋轉可能會使纖維環(huán)受到更大的扭轉應力，從而對椎小關節(jié)角度較大一側的椎間盤造成損傷，發(fā)生破裂，形成突出[25]。FT增加了在屈伸、側彎和軸向旋轉下的椎間盤應力和椎小關節(jié)接觸力，從而導致椎間盤和椎小關節(jié)的應力分布不平衡，椎體側方屈曲和扭轉會對左右關節(jié)突關節(jié)產(chǎn)生不對稱應力，而FT也會引起關節(jié)突關節(jié)的屈曲和旋轉不穩(wěn)定，增加椎間盤的剪切和扭轉應力[22]。

本研究發(fā)現(xiàn)，在C3～4節(jié)段椎間盤突出側與健側椎小關節(jié)角度無顯著性差異，這可能是因為本次實驗收集了9例C3～4節(jié)段CDH患者，例數(shù)較少，未得到該節(jié)段FT與CDH的相關性，但本研究還表明在C3～4節(jié)段FT出現(xiàn)的比率較其他節(jié)段更高，可能是因為C3～4為頸椎不穩(wěn)的高發(fā)階段[26]，而FT與頸椎不穩(wěn)有顯著相關性，F(xiàn)T在頸椎退變性滑脫癥中更為普遍，但FT嚴重程度與腰椎滑脫程度之間無顯著相關性[27]。我們還發(fā)現(xiàn)，C5～6節(jié)段椎間盤突出者最多，這可能是因為在頸椎中，C5～6節(jié)段活動范圍大、運動形式復雜，所以該節(jié)段椎間盤突出者及椎小關節(jié)不對稱者更多[28]。

CDH不僅與椎間盤突出節(jié)段的FT相關，還對相鄰非突出節(jié)段的椎小關節(jié)重塑也有輕微影響[22]。LI等[29]通過研究得出，復發(fā)性腰椎間盤突出癥與椎小關節(jié)角度及不對稱性也有關，F(xiàn)T是LDH術后再突出的危險因素，人工椎間盤置換術會增加關節(jié)面接觸力。據(jù)報道，腰椎全椎間盤置換術后，F(xiàn)T通過增加小關節(jié)接觸力導致小關節(jié)加速退變[30]，因此，脊柱外科醫(yī)生在行椎間盤置換術時應考慮椎小關節(jié)不對稱這一因素，在決定手術方法時，考慮椎小關節(jié)的位置，以盡量減少脊柱手術后的應力集中。

本研究的局限性在于：(1)樣本量較少；(2)頸椎是三維立體結構，但其研究目的是探討FT與CDH的關系，因此僅在軸位圖像上測量椎小關節(jié)角度；(3)沒有把椎小關節(jié)退變納入研究，椎小關節(jié)退變對小關節(jié)角度也存在一定影響[10]，故后續(xù)仍需要進一步深入研究。

綜上所述，在C3～7節(jié)段，F(xiàn)T與CDH之間具有顯著相關性，頸椎間盤突出患者中FT發(fā)生率明顯大于對照組，且椎小關節(jié)不對稱程度比對照組更顯著，在C4～7節(jié)段椎間盤突出側小關節(jié)角度明顯大于健側，即在C4～7節(jié)段，頸椎間盤會更傾向于朝著椎小關節(jié)角度更大的那一側突出。因此，在臨床治療頸椎退行性疾病時，重視椎小關節(jié)與椎間盤的相互作用，當某一因素變化時，注重預防并防治另一因素可能會出現(xiàn)的改變，提高患者臨床預后，對于存在FT的頸椎病患者，在術前、術后應該引起一定程度的重視。