L4-5、L5-S1椎间盘突出青年患者椎体小关节角度及接触直径观察

赵建娜，高天翔，张晓明

1 唐山中心医院医学影像科，河北 唐山 063000；2 中国人民解放军联勤保障部队第九八二医院放射科

青少年椎间盘突出临床中很常见，椎间盘突出常引起腰腿痛，是脊柱外科就诊率最高且难治疾病，椎间盘突出临床表现有腰疼、下肢疼痛及麻木，腰椎活动受限等［1］。 相关研究统计显示，西方国家50%～80% 成人存在腰椎疾病，严重影响着人们的日常生活及工作［2-3］。腰椎活动依靠腰椎活动单元，包括椎间盘、小关节及周围韧带和肌肉，其相互影响、制约，又相互协调。椎间盘突出多由于脊柱的非正常受力及退变引起，生物力学紊乱及椎间盘的退行性改变引起椎间盘突出［4］。不同年龄阶段，椎间盘突出的致病因素不同［5］，青年人不存在或者很少存在椎体、椎间盘及周围肌肉、神经、血管退变，而腰椎间盘突出的发病率并不低，严重影响日常生活。腰椎双侧小关节在维持腰椎活动及受力中发挥重要作用，其角度的大小以及双侧小关节不对称是否容易导致腰椎间盘突出，目前仍无定论［6-7］。腰椎间盘突出常见部位为L4-5 及L5-S1，本研究观察了CT 横断面上L4-5 及L5-S1 椎间盘水平小关节角度、双侧小关节不对称率、小关节接触直径的变化情况，为进一步探讨腰椎小关节角度是否与腰椎间盘突出有关提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2019年12月—2021年5月在唐山中心医院接受腰椎CT 平扫的L4-5、L5-S1椎间盘突出的青年患者270 例，均为男性，年龄为19～27（22 ± 4.51）岁，椎间盘突出后缘距离侧隐窝前缘水平大于5 mm，其中L4-5 突出患者128例，L5-S1 突出患者142 例；身高（173 ± 7.22）cm，体质量为（67 ± 5.57）kg；同时随机选取同一时间段内青年男性腰椎间盘正常者141 例为对照组，年龄19～29（21 ± 7.19）岁，身高（174 ± 4.57）cm，体质量（66 ± 5.35）kg。两组年龄、身高、体质量有可比性。研究对象均对本研究知情同意，经过医院伦理委员会审核。

1.2 小关节角度、小关节接触直径测量 采用64排Light speed-VCT 检查，管电压为120 kV，管电流为350 mAs ，窗宽350 Hu，窗位280 Hu，受检者平躺于检查床，头足位定位像在脐与眉心间，横断位定位线在脐上两指，双手举过头顶。扫描范围为自胸11 椎体上缘至骶3 椎体下缘水平。扫描层厚5 mm，层间距5 mm，重建层厚0.625 mm，重建层间距0.625 mm。

利用多平面重建（MPR）进行矢状位、冠状位及轴位重建，骨窗条件下，在正中矢状位图像上平行于L4-5、L5-S1 椎间盘正中层面重建轴位图像，在相应轴位图像上进行小关节角度测量，如果相应层面对小关节间隙显示不清，则调整为神经根管正中层面。横断面小关节角度测量：于L4 及L5 椎体双侧下关节突与L5 及S1 椎体双侧上关节突形成的关节间隙内外侧缘正中画一条直线，该线与椎体正中线夹角（∠A、∠B），小关节角度=（∠A + ∠B）/2；参照文献［8］，本研究以大于5°为双侧小关节不对称的标准，双侧小关节不对称率=双侧小关节不对称例数/总例数。小关节接触直径测量方法：为L4 及L5 椎体双侧下关节突与L5 及S1 椎体双侧上关节突形成的关节间隙内、外侧缘正中的直线距离，取双侧平均值，见图1。

图1 CT横断面上小关节角度测量图像

1.3 统计学方法 采用SPSS20.0 统计软件。采用Shapiro-Wilk 方法进行正态分布检验，符合正态分布的计量资料以±s表示，比较采用t检验；两组计数资料比较采用χ2检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组L4-5、L5-S1椎间盘水平CT横断面小关节角度对比 观察组L4-5 椎间盘突出者128 例，小关节角度为40.2° ± 7.8°，对照组为141 例，L4-5 椎间盘水平小关节角度为45.6° ± 7.1°，两组比较，t=-4.261，P=0.000；观察组L5-S1 椎间盘突出142 例，小关节角度为46.5° ± 5.7°，对照组为51.9° ± 6.9°，两组比较，t=-5.114，P=0.000。

2.2 两组L4-5、L5-S1 椎间盘水平双侧小关节不对称率对比 观察组L4-5 椎间盘水平双侧小关节不对称者65 例（51.11%），对照组为53 例（37.64 %），两组比较，χ2=3.261，P=0.042；观察组L5-S1 椎间盘水平双侧小关节不对称者56 例（43.90%），对照组为47例（33.55%），两组比较，χ2=4.713，P=0.025。

2.3 两组L4-5、L5-S1 椎间盘水平小关节接触直径对比 观察组L4-5 椎间盘水平小关节接触直径为（11.62 ± 1.61）mm，对照组为（12.91 ± 1.54）mm，两组比较，t=2.398，P=0.033；观察组L5-S1 椎间盘水平小关节接触直径为（13.01 ± 1.70）mm，对照组为（14.54 ± 1.77）mm，两组比较，χ2=3.113，P=0.043。

3 讨论

腰椎活动由椎间盘、小关节及周围韧带和肌肉协同作用，是一个活动关节，可以左右旋转，也可前屈后伸，同时也是人体的承重关节，是脊柱中承重最重关节，承受躯体的静止、运动负荷及负重所产生的负荷，较颈椎及胸椎大，且其活动范围大，活动频繁等，所以损伤的概率大［9］。腰椎活动单元之间相互协调共同维持腰椎的稳定性，其中椎间盘和小关节维持脊柱静态稳定发挥主要作用［10-11］。

腰椎关节突形态改变及关节突角度影响椎体活动及对椎间盘受力情况［12］。户小彬等［13］在矢、冠、轴三维角度对单节段同水平腰椎间盘突出进行研究，患者平均年龄为（45.23 ± 6.18）岁，对两组横断面L4/5 和L5/S1 两侧关节突角度及小关节不对称率进行了统计分析，结果显示观察组关节突角度小于对照组，观察组的小关节不对称率大于对照组。本研究结果显示，青年腰椎间盘突出患者小关节突角度小于对照组，与文献报道一致。依据矢状力学，在横断面上腰椎关节突角度越小，双侧小关节角度接近同一方向，受力方向接近一致，相互对抗的力量减弱，对抗椎间移动能力弱，易导致椎间滑移及椎间盘突出［13］。本研究中，观察组的双侧小关节不对称率大于对照组。双侧小关节不对称，椎间盘受力不均衡，纤维环形态发生改变，则易引起腰椎间盘的突出，同时腰旁肌如腰大肌、竖脊肌及多裂肌等受力不均匀，肌肉收缩、舒张不协调，则更加剧腰椎间盘的突出。由于受力不均衡，导致肌肉不同程度退变，相关研究显示腰旁肌的退变与腰椎间盘突出密切相关［14］，腰椎周围肌肉的退变则进一步加剧腰椎间盘突出。本研究中，观察组的小关节接触直径小于对照组，腰椎小关节角度与小关节接触直径呈正相关，越偏向矢状位，接触直径越小（小关节的接触直径间接反映接触面积），接触面积越少，对抗椎间阻力的能力越小，易导致纤维环受力形态改变及破裂［15-20］而导致腰椎间盘突出。

本研究入选对象均是青年患者，基本可以排除由于小关节增生退变及磨损而导致的小关节不稳，以及由于体质量原因导致的腰椎间盘突出。本研究结果显示，小关节的不对称性比率低于户小彬等研究结果，可能是因为户小彬等的研究对象年龄较大，存在小关节骨性关节炎、骨赘等影响因素，同时对体质量、身高未做统计，可能会导致测量及结果存在一定误差。

总之，L4-5 及L5-S1 椎间盘突出的青年患者CT横断面上小关节角度变小，双侧小关节不对称率升高、小关节接触直径变小。不足之处在于，腰椎是由椎间盘、椎间小关节和韧带组成，同时受生理曲度及受力等多因素的相互影响与制约，本研究只做了小关节的研究。