关节突关节倾斜度与退行性腰椎滑脱的相关性研究

许伏龙，朱青安，王吉星，胡静，杨德鸿*

(1.南方医科大学南方医院，广东 广州 510515；2.南方医科大学流行病学系，广东 广州 510515)

临床研究

关节突关节倾斜度与退行性腰椎滑脱的相关性研究

许伏龙1，朱青安1，王吉星1，胡静2，杨德鸿1*

(1.南方医科大学南方医院，广东 广州 510515；2.南方医科大学流行病学系，广东 广州 510515)

目的 通过研究邻近节段腰椎小关节方向探讨关节突关节倾斜度与退行性腰椎滑脱(lumbar degenerative spondylolisthesis，LDS)之间的因果关系。方法 将2013年至2015年南方医院住院的120例L4～5退行性腰椎滑脱患者纳入LDS组，再选取120例L4～5峡部裂性腰椎滑脱患者纳入峡部裂腰椎滑脱(lumbar isthemic spondylolisthesisat，LIS)组，对照组(lumbar spondylolisthesis-free，LS-free组)由在南方医院进行体检的120例无脊柱疾病的人组成。基于CT图像分析腰椎关节突关节的方向。在L2～3、L3～4、L4～5和L5S1的节段，测量水平面腰椎关节突关节角度，并记录年龄、身高、性别、体重等基本信息。结果 峡部裂性腰椎滑脱(LIS组)各节段关节突关节角与对照组(LS-free组)差异无统计学意义(P>0.05)，退行性腰椎滑脱(LDS组)各节段关节突关节角与对照组(LS-free组)差异有统计学意义(P<0.01)。不同程度退行性腰椎滑脱的非滑脱节段关节突关节角度之间差异无统计学意义(P>0.05)。L3～4与L4～5关节突关节角度线性相关(R=0.575)。结论 滑脱对邻近节段关节突关节角度无影响，邻近节段关节突关节角度呈线性相关。退行性腰椎滑脱关节突关节角度均小于正常人，且该小于正常人群的关节突关节角度在滑脱前已经存在，为滑脱危险因素。滑脱节段关节突关节存在滑脱后形变。

退行性腰椎滑脱；关节突关节；腰椎

退行性腰椎滑脱(lumbar degenerative spondylolisthesis，LDS)是发生在老年患者中的常见疾病。椎体滑脱可能导致脊柱不稳定、椎间孔和椎管狭窄，因此出现下腰痛、坐骨神经痛或间歇性跛行等[1]。LDS主要发生在L4～5节段。妇女的发病率是男性的4倍[2]。生物力学上，关节突关节承受主剪切力，在维持腰椎的水平稳定性中起重要作用[3]。许多因素会导致退行性腰椎滑脱的发生。如怀孕[4]、广泛性关节松弛[5-6]和卵巢切除术[7]等都被确定为LDS的诱因。在解剖学上的关节突关节[7-10]水平方向倾斜角的改变被证明与LDS密切相关。

关节突关节结构异常是众多危险因素中最可能的诱发因素，因为退行性腰椎滑脱患者的小关节水平面倾斜角更小[9-10]。然而，退行性腰椎滑脱与众多诱因之间的因果关系仍然不清楚。在这项研究中，我们测量了滑脱节段以及邻近节段关节突关节的角度，并分析退行性腰椎滑脱患者年龄、性别和身高。通过研究相邻节段关节突关节角度之间的相关性，我们试图探究腰椎关节突关节倾斜角与退行性腰椎滑脱的因果关系。

1 资料与方法

1.1 患者和对照人群 本研究纳入了120例LDS患者(25例男性和95例女性)。采用类似Meyerding分级系统的六度分级法，患者的腰椎滑脱分为Ⅰ度(48例)、Ⅱ度(57例)、Ⅲ度(15例)。选取性别、年龄和身高与LDS患者相匹配的120例L4～5峡部裂性腰椎滑脱病例纳入LIS组(28例男性和92例女性)。再从接受体检的人群中选出120名正常人(24名男性和96名女性)。他们的性别、年龄和身高与LDS患者相匹配(见表1)。排除了具有背部手术、感染、创伤、严重骨质疏松、腰椎骨折、先天性畸形、椎关节脱位、腰椎滑脱的患者。

1.2 扫描和测量 选择CT进行测量，选择下腰椎上缘测量各节段水平面角度(见图1)。使用Noren等人[11]描述的方法测量关节突关节倾斜角。简而言之，外侧测量线为穿过下关节突前外侧点和上关节突后内侧点的连线，中央矢状线为穿过纤维环后缘中点和椎弓内缘中点的线。测量左/右外侧线和中位矢状线的交叉角度，并取平均值，以此表示关节突关节在水平面上的倾斜角(hFJ角)。当然Gao等[12]的研究中还提出了一种矢状位的测量方法，但该测量方法选取截面过于随机，故本研究未选择。

所有的测量均由一个观察者重复进行两次，并且测试复检时间为1个月。两次检查的符合率为94%。

外侧测量线为穿过下关节突前外侧点和上关节突后内侧点的连线，中央矢状线为穿过纤维环后缘中点和椎弓内缘中点的线。测量左(或右)外侧线和中位矢状线的交叉角度，并取平均值，以此表示关节突关节在水平面上的倾斜角(hFJ角)。

图1 关节突关节角度测量方法示意

2 结 果

2.1 LDS、LIS患者和对照组(LS-free组)的基本特征(见表1) 包括120例L4～5LDS患者，再选择性别和年龄严格匹配120例L4～5LIS患者。最后在对照组中，选择性别和年龄严格匹配的120个正常人进行对照。LDS组身体质量指数(body mass index，BMI)与对照组相比差异具有统计学意义(P<0.01)，LIS组BMI与对照组相比差异具有统计学意义(P<0.01)。由此可见，LDS和LIS患者的体重和BMI明显增加，BMI是LDS和LIS的独立危险因素。

2.2 hFJ角比较 在LDS患者中所有节段的关节突关节的hFJ角均比对照组(LS-free组)小(P<0.01)，在LIS患者中所有节段的关节突关节的hFJ角与对照组(LS-free组)相比差异均无统计学意义(P>0.05，见表2)。测量所有LDS、LIS患者和对照组各腰椎节段关节突关节的水平面角度。进行比较后，我们发现在LDS患者中所有节段的关节突关节的hFJ角更小(P<0.01)。它表明腰椎滑脱患者关节突关节角度小于正常人群关节突关节的角度。而在LIS患者中所有节段的关节突关节的hFJ角与对照组(LS-free组)相比差异均无统计学意义(P>0.05)。它表明滑脱对于邻近节段关节突关节角度无影响。

2.3 滑脱节段减小的hFJ角与滑脱程度一致，非滑脱节段较小的hFJ角与滑脱程度无关(见表3) 我们分析了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ度退行性腰椎滑脱患者不同节段的hFJ角，以观察关节突关节角和滑脱程度之间的关系。在L2～3、L3～4和L5S1，不同滑脱程度的hFJ角都没有显示出统计学差异(P>0.05)。这进一步表明了一个节段的腰椎滑脱并不改变相邻节段的关节突关节倾斜角。同时，hFJ角在Ⅰ度滑脱患者中与在Ⅱ度和Ⅲ度滑脱的患者中有显著不同(P<0.05)。这表明滑脱节段关节突关节存在滑脱后形变，虽然Ⅱ度和Ⅲ度之间差异无统计学意义，但关节突关节矢状化的趋势还是比较明显的，结果可能与Ⅲ度滑脱的数量较少有关。LDS组患者L2～3、L3～4和L5S1，不同滑脱程度的hFJ角都没有显示出统计学差异(P>0.05)。L4～5的hFJ角在Ⅰ度滑脱患者中与在Ⅱ、Ⅲ度滑脱的患者中差异有统计学意义(P<0.05)，但Ⅱ度与Ⅲ度滑脱的患者之间差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 LDS、LIS患者和对照组的基本特征比较

表2 LDS、LIS患者和对照组的各节段hFJ角比较(°)

表3 不同滑脱等级的LDS患者的各节段hFJ角比较(°)

2.4 L3～4与L4～5关节突关节角度线性相关(R=0.575) 对照组(LS-free组)人群中L2～3、L3～4、L4～5和L5S1的关节突关节角度存在一定程度线性相关性，于是我们可以任意选取一组研究。L3～4和L4～5节段的hFJ角存在线性相关(见图2)。因此综合我们之前的结论(滑脱对邻近节段hFJ角无影响和L3～4与L4～5hFJ角线性相关)我们可以推测出滑脱节段未滑脱时的hFJ角。

图2 对照组L3～4与L4～5的hFJ角线性相关分析

3 讨 论

LDS是影响50岁以上患者的常见疾病。病理学研究已经进行了几十年，但滑脱的原因尚未知晓。在这项研究中，我们比较LDS、LIS患者与正常对照组的滑脱和非滑脱节段的关节突关节倾斜角。我们不仅关注滑脱节段的异常，而且聚焦相邻节段的异常。

有研究认为关节突关节的错位与腰椎滑脱密切相关[13]。关节突关节的生物力学作用包括33%的动态压缩负荷和35%的静态负荷[14-15]。因此关节突关节功能受到破坏可能导致椎体的移位。基于LDS患者的影像学研究，更小的关节突关节的水平面角度[16-17]与LDS的发生显著相关。更有研究显示关节突关节水平面倾斜角存在临界值，单侧或者双侧hFJ角为32°或更小会增加腰椎滑脱风险[18]。另一方面，在分析退行性腰椎滑脱患者关节突关节方向时，发现老年人hFJ角更小[19]。然而，关节突关节异常结构与退行性腰椎滑脱因果关系是未知的，有研究试图通过探讨腰椎关节突关节不对称或关节突关节退化来研究其因果关系，但只给出了一个不确切的结论[20]。

针对这一情况我们进行了回顾性病例对照研究，以解决关节突关节异常结构在退行性腰椎滑脱中发挥的作用。在滑脱的L4～5节段，减少的hFJ角度被发现与退行性腰椎滑脱密切相关。在以往的研究中，关节突关节的异常结构是否产生于腰椎滑脱前、腰椎关节突关节的异常结构是先天产生还是一种退行性变尚未可知。为了解决这种研究的不足，我们试图找到一个参考可以帮助我们了解滑脱前L4～5关节突关节的情况。在我们的研究中，正常对照组各节段的关节突关节的角度恰恰提供了这样一个很好的参考。在正常对照组中各节段关节突关节倾斜角有一定线性相关。因此我们可以把邻近节段的关节突关节倾斜角作为参考。

在我们的研究中，最初的启发性发现是，虽然LDS患者所有的腰椎节段明显更倾向于矢状面。但在L2～3、L3～4和L5S1节段不同滑脱程度间hFJ角没差异有统计学意义。仅在L4～5、Ⅰ度滑脱与Ⅱ度滑脱、Ⅲ度滑脱具有明显不同的hFJ角。这表明，滑脱加重后并未影响其相邻节段小关节角度。随后我们想到使用峡部裂滑脱来证实滑脱节段并不影响其相邻节段小关节角度的方法，并进一步产生了通过邻近节段关节突关节角度的相关性探究滑脱前滑脱节段关节突关节角度的想法。

目前主要有两种关节突关节和腰椎滑脱关系的解释：a)L4～5椎间小关节的角度异常可能与年龄或关节松弛有关，并进一步促进了L4滑脱[21]；b)L4～5节段腰椎关节突关节角度的改变可能是滑脱后的滑脱节段对该关节造成的影响[22]。而我们的研究结果表明腰椎滑脱患者滑脱前关节突关节的角度就已经和正常人有异了，同时滑脱节段小关节确实存在滑脱后改变。

由此我们可以得出，腰椎hFJ角较小的人在未来发生腰椎滑脱的概率更大，因此我们可以提前采取一些策略，如减肥就可能是一个预防腰椎滑脱的有效手段，或者采取一些更为激进的手段如小关节融合等来预防滑脱。使用邻近节段关节突关节角度探讨原始状态下滑脱节段关节突关节角度是一个新奇的方法，但该方法无法直接给予我们所需的结论，仍需进行长时间队列研究以证实我们的结论，这也是我们下一步的研究方向。

总之，一个健康人的腰椎各节段关节突关节角是具有一定线性相关性的，于是我们使用L3～4节段关节突关节角度推断L4～5节段未退变状态的关节突关节角度。由此可见较小的关节突关节角确实是退行性腰椎滑脱的危险因素之一。

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The Relationship of Aberrant Facet Joint Orientations and Lumbar Degenerative Spondylolisthesis

Xu Fulong，Zhu Qingan，Wang Jixing，et al

(Nanfang Hospital，Southern Medical University，Guangzhou 510515，China)

Objective To explore the cause-effect relationship between facet joint orientations and lumbar degenerative spondylolisthesis.Methods 120 patients with Lumbar Degenerative Spondylolisthesis at L4～5who were hospitalized in Nanfang Hospital from 2013 to 2015 were included in this study.120 patients with Isthemic Spondylolisthesis at L4～5who were hospitalized in Nanfang Hospital from 2013 to 2015 were included in this study.The control group was consisted of 120 spinal disease-free people who came for annual physical examination in Nanfang hospital.The orientations of the lumbar facet joints were analyzed based on CT tomography images.At the segments of L2～3，L3～4，L4～5and L5S1，facet joint angulations were measured and the correlation of angulation at L3～4，L4～5were analyzed.Results There was no significant difference between Lumbar Isthemic Spondylolisthesis (LIS group) and the control group (LS-free group)in facet joints (P>0.05).There was significant difference between lumbardegenerative spondylolisthesis (LDS group) and the control group (LS-free group)in facet joints (P<0.01).There was no significant difference between different degree degenerative lumbar spondylolisthesis in facet joint angle at L2～3，L3～4and L5S1.L3～4and L4～5(P>0.05).There was a linear correlation between L3～4and L4～5facet joint angle(R=0.575).Conclusion Spondylolisthesis had no effect on the facet joint angle at adjacent segment，and the angle of facet joint at different segments was linearly correlated.The angle of facet joint at different segments in LDS groupwere less than LS-free group，and the joint structure other than bony elements seemed to be the early pathological change of facet joints.The bony structure change of facet joints that based on bone remolding adapted to mechanical burden was secondary to ongoing slippage.

degenerative spondylolisthesis；facet joints；lumbar spine

1008-5572(2017)08-0707-05

R618.5+7

B

2017-01-14

许伏龙(1988- )，男，研究生在读，南方医科大学南方医院，510515。

*本文通讯作者：杨德鸿

许伏龙，朱青安，王吉星，等.关节突关节倾斜度与退行性腰椎滑脱的相关性研究[J].实用骨科杂志，2017，23(8)：707-710；732.