退变性腰椎滑脱CT下小关节面角的测量与意义
作者：刘锁利 陈仲强 李 选
单位：刘锁利(河北省保定市第二医院骨科邮政编码 071051)；陈仲强(北京医科大学第三临床学院骨科)；李 选(北京医科大学第三临床学院放射科)
关键词：腰椎，小关节；CT；脊椎滑脱
北京医学000609 【摘要】 目的 经CT观测退变性腰椎滑脱病人及正常人的腰椎小关节面角，推测矢状方向小关节与退变性腰椎滑脱之间的关系。方法 包括24例L4～5节段的退变性滑脱病人和37例正常人作为研究对象，均为女性。应用CT对L3～S1腰椎小关节进行扫描和小关节面角测量。结果 除观察到明显的退行性变化外，滑脱病人的L4～5节段小关节面角明显小于正常人群。结论 过度朝向矢状面的退变小关节是导致腰椎退变性滑脱的重要原因之一。
, 百拇医药 Measurement of lumbar facet joint angle with CT scanning and its clinical significance in degenerative spondylolisthesis
liu Suoli,Chen Zhongqiang,Li Xuan
(Department of Orthopedics,The Second Hospital of Baoding ,Hebei 071051)
【Abstract】 Objective To observe and measure the lumbar facet joint angle of patients with degenerative spond ylolisthesis and normal people and estimate the relationship between sagittal facet joint and degenerative spondylolisthes through CT scanning.Methods Thirty-seven persons without back problems and 24 patients with degenerative spondylolisthesis were collected as studing objects.The facet joint of L3～S1 were scanned with CT and the facet joint angles were measured.Results Except for degenerative changes,the facet joint angle at L4～5 was much smaller in patients with degenerative spondylolisthesis than that in normal group.Conclusions Over sagittal inclination of the degenerative facet joint is one of the most important factors which could cause degenerative spondylolisthesis.
, 百拇医药
【Key words】 Lumbar spine,facet joint CT Spondylolisthesis
明显呈矢状方向改变的小关节是退变性腰椎滑脱的显著特征，同时还常伴有腰椎小关节面的退行性变。这一点已在许多论著中得到证实[1，2]，但经过CT对小关节的形态学描述不是很多，尤其是在CT下对退变性腰椎滑脱的小关节变化研究不多，本研究经过对一组退变性腰椎滑脱病人和一组正常人的腰椎小关节做了CT扫描，并对小关节面角做了测量，目的在于发现小关节变化在退变性腰椎滑脱发病中所起的作用。
资料与方法
一、一般资料
1.研究工具：采用德国西门子公司的SOMATOM AR STAR型CT机。电压130kV；层厚3mm；在W(窗宽)2000、C(窗位)300骨窗下做观察、扫描和测量。
, http://www.100md.com
2.研究对象选择与分组：退变性滑椎发病率中，女性发病远高于男性，据Rosenberg[3]统计两者比例6/1，多见于40～50岁以后，为了使本研究能对临床更有参考意义，我们将病变组及正常组对象限制在女性年龄45岁以后，为了方便对比，又以60岁为界分成两组：①腰椎退变性滑脱组：该组病人来自我院1997年6月～1999年2月的门诊或住院病例，共24例，均为女性，年龄45～73岁，平均58.3岁。其诊断依据主要为：有下腰痛或下肢痛、侧位X线片上有Ⅰ～Ⅱ°向前滑移、无峡部裂。②正常组：37例被测试者，平均年龄59.50岁(46～72岁)，均为女性，这些被测试者是从1998年3月～1999年2月间因其他疾病而到我院就诊的人群中选取。经过询问病史，体格检查符合以下条件：无慢性下腰痛、无双下肢痛和下腰部退行性疾病病史。查体：腰椎无畸形和压痛，下肢感觉、运动及反射正常。
二、CT扫描和观察测量方法
1.CT扫描方法：CT扫描节段包括L3～4、L4～5、L5～S1三个层面和一张侧位的定位像(topo像)。在定位像上选择下腰段并经适当放大，通过定位像画定扫描线。扫描层面的选择依据Grobler等[2]的方法，即在相应椎间隙下位椎体上缘平行椎体的上终板水平作为扫描层面，此层面一般通过上关节突的基部，包括最大的关节径线，在横断面上研究小关节时具有代表性(图1，A线代表所选层面)。在做L5～S1节段扫描时需先将球管向前倾斜至最大角度(前倾22～25度)，并将髋关节前屈30～45度，以使扫描线平行于S1椎体上缘上终板。
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2.小关节的观察测量方法：首先确定关节面的内外两端点，在上关节面断层，其前内端点处为A点，另外一点为后外端点处的B点，连接两点并延长而成一条直线，代表关节面总的方向，此两点的选定与多数作者的作法是一致的。其次确定椎体的矢状轴。以椎间盘区域中心为C点，两侧椎板相连处内侧、棘突基部中心D点为另外一点，连接这两点，代表腰椎的矢状轴。椎间盘的中心可以用Ahmed等[4]的方法确定，即先沿椎间盘的边缘画一矩形，做此矩形的对角线，两条对角线的交点C点即为椎间盘的中心点。最后，将关节面两点连线与椎体矢状轴的后方交角定为小关节面角(图2)。角度增大为接近冠状方向，角度减小为接近矢状方向。对正常组、退变性滑脱组按年龄段分组。分别对每一例L3～4、L4～5、L5～S1三个节段左右两侧小关节面角进行测量，将相同节段、年龄段、正常组和退变性滑脱组的小关节面角均数进行对比。
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图1 扫描层面的确定(A线代表应用的层面)
图2 小关节面角的确定
附表 正常组和退变性腰椎滑脱组下腰椎小关节面角测量结果(
±s) 组别
年龄
段
(岁)
平均
年龄
(岁)
性
, 百拇医药
别
例
数
下腰椎节段小关节面角(度)
L3～4
L4～5
L5～S1
左
右
左
右
左
, 百拇医药
右
滑脱组
46～
61～
53.19
69.00
女
女
16
8
32.4±8.2
38.8±12.6
30.8±8.6
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36.0±13.8
31.0±13.1
37.3±17.6
27.8±9.7
28.7±18.6
47.6±10.5
52.8±10.5
48.5±9.8
49.0±17.7
正常组
46～
61～
, 百拇医药
53.82
66.20
女
女
17
20
40.9±10.7
37.9±9.7
35.7±9.2
35.0±11.3
49.2±9.4
44.6±9.0
40.4±8.3
, 百拇医药
41.2±11.0
52.9±9.7
51.6±11.8
49.6±8.8
49.9±8.0
结 果
测量结果见附表。CT片的观察表明，退变性滑脱病人腰椎小关节除常见的退行性变化，如关节软骨变薄、关节间隙狭窄、关节囊钙化、骨刺增生、真空现象及小关节半脱位外，还存在小关节面角减小，即过度朝向矢状面，表现为L4～5退变性滑椎组的小关节面角明显小于正常对照组，两组之间在统计学上有显著性差异(P<0.01)，L3～4、L5～S1两个节段均未发现有显著性差异。
, 百拇医药
讨 论
Schlegel等[5]在分析腰椎滑脱的生物力学时指出：人体在直立位置时，重力和背肌的合力经过腰骶椎间盘时分解为前向的剪力和垂直于椎间盘的压力，由于下腰段腰前凸的存在，前向剪力是相当大的。剪力主要由背侧的小关节和韧带等结构对抗。Adams等[6]虽然认为在抵抗前向剪力时小关节表面抵抗1/3，其余2/3由椎间盘承担，但因为椎间盘本身的特性，最后椎间剪力仍主要由小关节对抗。小关节在形态上也有特殊性，在横断面上呈双向结构，Tylar等[7]认为腰小关节横断面幼儿时期主要呈冠状方向，通过关节面后外缘的向后生长而发生变化，在儿童早期变成弯曲或呈双向结构，其后外部分近似于矢状方向。前1/3为冠向成分，后2/3成为矢向成分，前者是对抗上位腰椎前向剪力的主要结构。
小关节与滑椎的发病学密切相关，Fitzgerald等[8]将抑制前滑的结构称为骨钩，包括椎弓根、关节间部分、下关节突、下关节面。骨钩结构的机械损害可以导致功能障碍继而出现退变性滑椎，当小关节存在退变和矢状方向变化时，小关节冠状成分减少而导致的骨钩作用减退是退变性滑椎最常见的原因。
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L4～5节段处于下腰椎，由于腰前凸及骶骨前倾，前向剪力较大，此节段不象L5～S1节段那样受髂腰韧带保护，故其关节面受力较大。这些因素决定了L4～5节段应力较为集中，易于出现节段性不稳定，结果造成小关节的退变，包括所观察到的软骨变薄、关节间隙狭窄、关节囊钙化、骨刺增生、真空现象及小关节半脱位等变化。当小关节出现朝向矢状面的变化时，阻挡前向剪力的小关节冠状部分减小，从而出现上位椎体的前向滑脱。CT上可表现为小关节的侵蚀磨损和小关节的半脱位。本研究显示滑脱病人均存在一个显著朝向矢状面的小关节面。这和Inove等[1]、Grobler等[2]的研究所见是一致的。我们通过此项研究后得出结论：L4～5节段的解剖因素缺陷如腰椎骶化、腰骶角过大、骶骨形态异常等因素使该节段应力集中，引发小关节的退行性变及小关节的矢状方向变化和半脱位，小关节半脱位的出现意味着滑脱将不可避免，其结果由于阻挡作用减低导致骨钩机械力学作用下降而出现上位椎体的前向滑移，因而小关节发生退变后其关节面过度朝向矢状面是退变性滑椎的重要原因。
, 百拇医药
滑椎的进程中小关节的退变是不平衡的，如经常的腰椎屈曲位易于导致小关节末端首先发生退变，不对称的小关节则导致一侧小关节较另一侧退变发生早和严重。Inove[1]认为退变的关节面由于重新塑形的作用，又可导致骨性组织的不对称，这种变化也说明旋转应力在退变性滑椎发病中也起着一定的作用。
参 考 文 献
1.Inove SI,Watanabe T,Goto S,et al.Degenerative spondylolisthesis pathophysiology and results of anterior interbody fusion.Clin Orthop Related Research,1988,227:90.
2.Grobler LJ,Roberson PA,Novotny JE,et al.Etiology of spondylolisthesis:assessment of the role played by lumbar facet joint morphology.Spine,1993,18:80.
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3.Rosenberg NJ.Degenerative spondylolisthesis,surgical treatment.Orthop Clin,1976,117:112.
4.Ahmed AM,Duncan NA,Burke DL.The effect of facet geometry on the axial torque-rotation response of lumbar motion segments.Spine,1990,15:391.
5.Schlegel KF,Pon A.The biomechanics of poster lumbar interbody fusion (PLIF) in spondylolisthesis.Clin Orthop,1985,1993:115.
6.Adams MA,Hatton WC.The mechanical function of the lumbar apophyseal joint.Spine,1983,8:327.
7.Tylar JR,Twomey LT.Age changes in lumbar zygapophyseal joints observations on structure and function.Spine,1986,11:739.
8.Fitzgerald JAW,Newman PH.Degenerative spondylolisthesis.J Bone Joint Surg,1976,58B:184.
(收稿：1999-07-29 修回：2000-06-12), 百拇医药
单位：刘锁利(河北省保定市第二医院骨科邮政编码 071051)；陈仲强(北京医科大学第三临床学院骨科)；李 选(北京医科大学第三临床学院放射科)
关键词：腰椎，小关节；CT；脊椎滑脱
北京医学000609 【摘要】 目的 经CT观测退变性腰椎滑脱病人及正常人的腰椎小关节面角，推测矢状方向小关节与退变性腰椎滑脱之间的关系。方法 包括24例L4～5节段的退变性滑脱病人和37例正常人作为研究对象，均为女性。应用CT对L3～S1腰椎小关节进行扫描和小关节面角测量。结果 除观察到明显的退行性变化外，滑脱病人的L4～5节段小关节面角明显小于正常人群。结论 过度朝向矢状面的退变小关节是导致腰椎退变性滑脱的重要原因之一。
, 百拇医药 Measurement of lumbar facet joint angle with CT scanning and its clinical significance in degenerative spondylolisthesis
liu Suoli,Chen Zhongqiang,Li Xuan
(Department of Orthopedics,The Second Hospital of Baoding ,Hebei 071051)
【Abstract】 Objective To observe and measure the lumbar facet joint angle of patients with degenerative spond ylolisthesis and normal people and estimate the relationship between sagittal facet joint and degenerative spondylolisthes through CT scanning.Methods Thirty-seven persons without back problems and 24 patients with degenerative spondylolisthesis were collected as studing objects.The facet joint of L3～S1 were scanned with CT and the facet joint angles were measured.Results Except for degenerative changes,the facet joint angle at L4～5 was much smaller in patients with degenerative spondylolisthesis than that in normal group.Conclusions Over sagittal inclination of the degenerative facet joint is one of the most important factors which could cause degenerative spondylolisthesis.
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【Key words】 Lumbar spine,facet joint CT Spondylolisthesis
明显呈矢状方向改变的小关节是退变性腰椎滑脱的显著特征，同时还常伴有腰椎小关节面的退行性变。这一点已在许多论著中得到证实[1，2]，但经过CT对小关节的形态学描述不是很多，尤其是在CT下对退变性腰椎滑脱的小关节变化研究不多，本研究经过对一组退变性腰椎滑脱病人和一组正常人的腰椎小关节做了CT扫描，并对小关节面角做了测量，目的在于发现小关节变化在退变性腰椎滑脱发病中所起的作用。
资料与方法
一、一般资料
1.研究工具：采用德国西门子公司的SOMATOM AR STAR型CT机。电压130kV；层厚3mm；在W(窗宽)2000、C(窗位)300骨窗下做观察、扫描和测量。
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2.研究对象选择与分组：退变性滑椎发病率中，女性发病远高于男性，据Rosenberg[3]统计两者比例6/1，多见于40～50岁以后，为了使本研究能对临床更有参考意义，我们将病变组及正常组对象限制在女性年龄45岁以后，为了方便对比，又以60岁为界分成两组：①腰椎退变性滑脱组：该组病人来自我院1997年6月～1999年2月的门诊或住院病例，共24例，均为女性，年龄45～73岁，平均58.3岁。其诊断依据主要为：有下腰痛或下肢痛、侧位X线片上有Ⅰ～Ⅱ°向前滑移、无峡部裂。②正常组：37例被测试者，平均年龄59.50岁(46～72岁)，均为女性，这些被测试者是从1998年3月～1999年2月间因其他疾病而到我院就诊的人群中选取。经过询问病史，体格检查符合以下条件：无慢性下腰痛、无双下肢痛和下腰部退行性疾病病史。查体：腰椎无畸形和压痛，下肢感觉、运动及反射正常。
二、CT扫描和观察测量方法
1.CT扫描方法：CT扫描节段包括L3～4、L4～5、L5～S1三个层面和一张侧位的定位像(topo像)。在定位像上选择下腰段并经适当放大，通过定位像画定扫描线。扫描层面的选择依据Grobler等[2]的方法，即在相应椎间隙下位椎体上缘平行椎体的上终板水平作为扫描层面，此层面一般通过上关节突的基部，包括最大的关节径线，在横断面上研究小关节时具有代表性(图1，A线代表所选层面)。在做L5～S1节段扫描时需先将球管向前倾斜至最大角度(前倾22～25度)，并将髋关节前屈30～45度，以使扫描线平行于S1椎体上缘上终板。
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2.小关节的观察测量方法：首先确定关节面的内外两端点，在上关节面断层，其前内端点处为A点，另外一点为后外端点处的B点，连接两点并延长而成一条直线，代表关节面总的方向，此两点的选定与多数作者的作法是一致的。其次确定椎体的矢状轴。以椎间盘区域中心为C点，两侧椎板相连处内侧、棘突基部中心D点为另外一点，连接这两点，代表腰椎的矢状轴。椎间盘的中心可以用Ahmed等[4]的方法确定，即先沿椎间盘的边缘画一矩形，做此矩形的对角线，两条对角线的交点C点即为椎间盘的中心点。最后，将关节面两点连线与椎体矢状轴的后方交角定为小关节面角(图2)。角度增大为接近冠状方向，角度减小为接近矢状方向。对正常组、退变性滑脱组按年龄段分组。分别对每一例L3～4、L4～5、L5～S1三个节段左右两侧小关节面角进行测量，将相同节段、年龄段、正常组和退变性滑脱组的小关节面角均数进行对比。
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图1 扫描层面的确定(A线代表应用的层面)
图2 小关节面角的确定
附表 正常组和退变性腰椎滑脱组下腰椎小关节面角测量结果(
±s) 组别年龄
段
(岁)
平均
年龄
(岁)
性
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别
例
数
下腰椎节段小关节面角(度)
L3～4
L4～5
L5～S1
左
右
左
右
左
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右
滑脱组
46～
61～
53.19
69.00
女
女
16
8
32.4±8.2
38.8±12.6
30.8±8.6
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36.0±13.8
31.0±13.1
37.3±17.6
27.8±9.7
28.7±18.6
47.6±10.5
52.8±10.5
48.5±9.8
49.0±17.7
正常组
46～
61～
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53.82
66.20
女
女
17
20
40.9±10.7
37.9±9.7
35.7±9.2
35.0±11.3
49.2±9.4
44.6±9.0
40.4±8.3
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41.2±11.0
52.9±9.7
51.6±11.8
49.6±8.8
49.9±8.0
结 果
测量结果见附表。CT片的观察表明，退变性滑脱病人腰椎小关节除常见的退行性变化，如关节软骨变薄、关节间隙狭窄、关节囊钙化、骨刺增生、真空现象及小关节半脱位外，还存在小关节面角减小，即过度朝向矢状面，表现为L4～5退变性滑椎组的小关节面角明显小于正常对照组，两组之间在统计学上有显著性差异(P<0.01)，L3～4、L5～S1两个节段均未发现有显著性差异。
, 百拇医药
讨 论
Schlegel等[5]在分析腰椎滑脱的生物力学时指出：人体在直立位置时，重力和背肌的合力经过腰骶椎间盘时分解为前向的剪力和垂直于椎间盘的压力，由于下腰段腰前凸的存在，前向剪力是相当大的。剪力主要由背侧的小关节和韧带等结构对抗。Adams等[6]虽然认为在抵抗前向剪力时小关节表面抵抗1/3，其余2/3由椎间盘承担，但因为椎间盘本身的特性，最后椎间剪力仍主要由小关节对抗。小关节在形态上也有特殊性，在横断面上呈双向结构，Tylar等[7]认为腰小关节横断面幼儿时期主要呈冠状方向，通过关节面后外缘的向后生长而发生变化，在儿童早期变成弯曲或呈双向结构，其后外部分近似于矢状方向。前1/3为冠向成分，后2/3成为矢向成分，前者是对抗上位腰椎前向剪力的主要结构。
小关节与滑椎的发病学密切相关，Fitzgerald等[8]将抑制前滑的结构称为骨钩，包括椎弓根、关节间部分、下关节突、下关节面。骨钩结构的机械损害可以导致功能障碍继而出现退变性滑椎，当小关节存在退变和矢状方向变化时，小关节冠状成分减少而导致的骨钩作用减退是退变性滑椎最常见的原因。
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L4～5节段处于下腰椎，由于腰前凸及骶骨前倾，前向剪力较大，此节段不象L5～S1节段那样受髂腰韧带保护，故其关节面受力较大。这些因素决定了L4～5节段应力较为集中，易于出现节段性不稳定，结果造成小关节的退变，包括所观察到的软骨变薄、关节间隙狭窄、关节囊钙化、骨刺增生、真空现象及小关节半脱位等变化。当小关节出现朝向矢状面的变化时，阻挡前向剪力的小关节冠状部分减小，从而出现上位椎体的前向滑脱。CT上可表现为小关节的侵蚀磨损和小关节的半脱位。本研究显示滑脱病人均存在一个显著朝向矢状面的小关节面。这和Inove等[1]、Grobler等[2]的研究所见是一致的。我们通过此项研究后得出结论：L4～5节段的解剖因素缺陷如腰椎骶化、腰骶角过大、骶骨形态异常等因素使该节段应力集中，引发小关节的退行性变及小关节的矢状方向变化和半脱位，小关节半脱位的出现意味着滑脱将不可避免，其结果由于阻挡作用减低导致骨钩机械力学作用下降而出现上位椎体的前向滑移，因而小关节发生退变后其关节面过度朝向矢状面是退变性滑椎的重要原因。
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滑椎的进程中小关节的退变是不平衡的，如经常的腰椎屈曲位易于导致小关节末端首先发生退变，不对称的小关节则导致一侧小关节较另一侧退变发生早和严重。Inove[1]认为退变的关节面由于重新塑形的作用，又可导致骨性组织的不对称，这种变化也说明旋转应力在退变性滑椎发病中也起着一定的作用。
参 考 文 献
1.Inove SI,Watanabe T,Goto S,et al.Degenerative spondylolisthesis pathophysiology and results of anterior interbody fusion.Clin Orthop Related Research,1988,227:90.
2.Grobler LJ,Roberson PA,Novotny JE,et al.Etiology of spondylolisthesis:assessment of the role played by lumbar facet joint morphology.Spine,1993,18:80.
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3.Rosenberg NJ.Degenerative spondylolisthesis,surgical treatment.Orthop Clin,1976,117:112.
4.Ahmed AM,Duncan NA,Burke DL.The effect of facet geometry on the axial torque-rotation response of lumbar motion segments.Spine,1990,15:391.
5.Schlegel KF,Pon A.The biomechanics of poster lumbar interbody fusion (PLIF) in spondylolisthesis.Clin Orthop,1985,1993:115.
6.Adams MA,Hatton WC.The mechanical function of the lumbar apophyseal joint.Spine,1983,8:327.
7.Tylar JR,Twomey LT.Age changes in lumbar zygapophyseal joints observations on structure and function.Spine,1986,11:739.
8.Fitzgerald JAW,Newman PH.Degenerative spondylolisthesis.J Bone Joint Surg,1976,58B:184.
(收稿：1999-07-29 修回：2000-06-12), 百拇医药