下腰椎疾患的腰椎小关节角变化规律及其临床意义
下腰椎疾患的腰椎小关节角变化规律及其临床意义
陈其昕 陈维善 徐少文 黄宗坚
摘要 目的：对116例下腰椎小关节角进行研究，以确定该角度与下腰椎疾患之间的关系。方法：将116例患者分成四组：对照组20例，腰椎间盘突出症组61例，腰椎管狭窄症组28例，退行性腰椎滑移组7例。分别对L3，4、L4，5、L5S1做CT扫描，并将扫描图像输入计算机，分别对小关节角进行测定。结果：(1)根据小关节角的大小可将小关节分成三种类型：矢状型、中间型和冠状型；(2)退行性腰椎滑移和腰椎管狭窄症患者的腰椎小关节角明显大于对照组；(3)腰椎管狭窄症患者的矢状型小关节明显多于对照组和腰椎间盘突出症组。结论：下腰椎小关节角的大小与腰椎管狭窄症的发病有密切的关系；同时，腰椎管狭窄症可能具有腰椎矢状面不稳定倾向，在手术治疗中应充分注意这一特点。
, 百拇医药
关键词：腰椎；椎管狭窄；椎间盘移位；脊椎前移；关节
腰椎小关节在维持腰椎稳定性中的作用已受到广泛的重视。如何在腰椎的后路减压手术中尽可能地保留小关节，已成为目前临床骨科医生关注的重要问题。腰椎的小关节角则是反映小关节突形态特征的重要参数，而目前国内有关报告较少。
材料与方法
一、检测对象的选择和分组
1.对照组：20例非腰腿痛患者做CT检查作为对照组。男11例，女9例;年龄32～63岁，平均45岁。2.患者组：96例腰腿痛患者，男57例，女39例；年龄18～71岁，平均45岁。腰椎间盘突出症61例，腰椎管狭窄症28例，退行性腰椎滑移7例。受累节段L3，4间隙为6个，L4，5间隙为72个，L5S1间隙为22个。其中双节段受累4例，两节段以上受累2例。
, 百拇医药
二、CT检查的方法
CT扫描：对L3,4、L4,5、L5S1进行CT扫描，取各节段下位椎体的上终板平面且与之平行的CT横切面，如CT横切面与终板平面间的夹角大于5°者则不被采用。
三、腰椎小关节角的测定及不对称度的计算
Nuscan6036扫描仪将CT图像输入计算机。采用Adobe-Photoshop和UTHSCSAImage-Tools图像处理分析软件对CT图像进行分析处理。在椎体后缘的两个最高点上做标记，并通过标记点画一连线，将该连线作为椎体的冠状面或称为水平面，若这一标记点不清楚时则取棘突顶点与基底部中点连线的垂直线作为冠状面。取各个小关节前内侧点与后外侧点的连线，该连线与椎体冠状面之间的夹角则定义为腰椎小关节角(图1)。该角度可由计算机自动测得。分别由两位检测者采用盲法，对所有的小关节角进行测试。
, 百拇医药
图1 小关节角测试示意图
测量技术的论证：为了估计检测者的主观误差，对30例样本在初次测量1周后由同一检测者再次进行测量，计算两次测量数据的Pearson相关系数。同样，为估计测量者之间的测量误差，计算两位检测者测得数据的Pearson相关系数。另外，我们还以计算误差度的方法了解测量数据的误差情况。误差度计算公式如下：
其中X1为第一次测量值，X2为第二次测量值，n为每位检测者的测量次数。
四、统计学处理
采用SPSS统计软件包对测得的数据进行统计分析。成对计量资料采用t检验，多组计量资料采用ANOVA检验，计数资料采用Chi-squaretest或Mann-Whitneytest检验进行统计分析。
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结果
一、测量准确性论证
对于检测者主观误差的检测，发现误差的主要来源是确定椎体后缘的标记点和确定小关节的边界，而该项误差则往往具有检测者依赖性。但Pearson相关系数检验结果表明两者具有强相关性。对测量者间的Pearson相关系数检验结果表明两者也具有强相关性。同时误差度分析结果表明检测者主观误差度和检测者间的误差度极小。上述结果表明本研究采用的测量方法具有较高的可重复性和可靠性。
二、对照组下腰椎小关节角
1.侧别对小关节角的影响：各节段腰椎平面的测量结果发现左右两侧小关节角各不相同。但左右侧别的小关节角比较结果表明差异无显著性意义，提示正常小关节角的大小无左右侧别优势。
, 百拇医药 2.性别及年龄对小关节角的影响：男、女性别组在不同疾患中的小关节角经比较，差异无显著性意义。根据直线回归分析，在不同疾患组中年龄与小关节角无相关性。
3.不同腰椎节段的小关节角：不同节段的腰椎小关节角进行比较发现L3，4较为陡峭，L4，5和L5S1较为平坦(图2)。
图2 对照组小关节角
三、各腰椎疾患组中的小关节角
1.腰椎疾患与腰椎小关节角的关系：腰椎间盘突出症和腰椎管狭窄症的小关节角与对照组比较差异无显著性意义。而退行性腰椎滑移患者的小关节角明显大于其他组(图3)。
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图3 腰椎疾患与小关节角的关系
2.腰椎疾患与小关节角的分型：根据小关节角的大小可区分不同的腰椎小关节类型。将小关节角≥52°者为矢状型、<52°、≥36°者为中间型、<36°者为冠状型。各腰椎疾患的小关节角类型见表1，由表1可见腰椎管狭窄症患者的矢状型小关节显著多于腰突症组和对照组。统计结果见表2。
表1 各腰椎疾患的小关节角分型(%)
腰椎疾患
小 关 节 角 分 型
矢状型
中间型
冠状型
狭窄症组
, http://www.100md.com
50.00
40.19
9.09
突出症组
22.92
64.58
12.50
对 照 组
20.50
64.12
15.38
表2 腰椎疾患的小关节角分型统计结果
, http://www.100md.com 比较组别
Mann-Whitney值
Wilcoxon值
P值
对照组与突出症组
419
629
0.332
对照组与狭窄症组
138
348
0.022
突出症组与狭窄症组
, 百拇医药
389
1 565
0.047
讨论
腰椎小关节是腰椎后柱的重要结构之一，对维持腰椎的稳定性具有重要的作用。同时，腰椎小关节结构的改变可能涉及腰椎及椎间盘的退行性疾患的发生与发展，而最终将影响腰椎的稳定性。小关节的形态结构比较复杂，小关节角可作为量化参数反映小关节的形态结构特征。
本组资料显示腰椎间盘突出症组与对照组相比小关节角的大小相似，而退行性腰椎滑移组则腰椎小关节角明显增大，这一结果与既往文献报道相似[1,2]。但值得注意的是本组资料还显示腰椎管狭窄症组的小关节角也明显增大，其值介于腰椎间盘突出症与退行性腰椎滑移之间。生物力学研究已证明腰椎小关节主要作用是防止前移和伸展旋转，且这些作用的有效性主要取决于小关节角的大小[3]。另一方面，有关的研究表明腰椎小关节的退行性改变主要与其所承受的应力有关，即在一定的载荷作用下面积越小，应力越大，由此产生的小关节退行性改变也越严重[4]。结合本组资料，我们认为大的腰椎小关节角可能存在着腰椎后柱结构力学上的破绽，即对抗腰椎前移载荷的相对面积减小，增加了小关节局部的应力，从而可加速腰椎小关节退行性改变，使小关节出现增生内聚，由此导致椎管狭窄的发生。
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Boden等[1]对下腰椎小关节角的研究结果显示正常下腰椎小关节角为37.6°～44.6°。Grobler等[5]的研究则发现当小关节角大于52°时，腰椎较易发生退行性滑移。已有研究表明矢状型小关节可使腰椎具有矢状面不稳定倾向，而冠状型小关节则可能存在冠状面的不稳定倾向[3]。根据上述事实，我们将下腰椎小关节分成三种类型：≥52°者为矢状型，≥36°～<52°者为中间型，<36°者为冠状型。根据本组资料显示腰椎管狭窄症组的矢状型小关节的发生率远高于腰椎间盘突出症组和对照组，而冠状型小关节在各疾患组之间差异无显著性意义。这就提示腰椎管狭窄症者的狭窄椎间隙发生矢状面不稳定的倾向远大于冠状面不稳定，在对腰椎管狭窄症进行治疗时应充分注意这一特点。
对腰椎管狭窄症的手术方法一般采用全椎板切除减压或双侧扩大开窗减压，减压的范围要求减压彻底即充分切除增生内聚的小关节方能取得良好的效果。然而另一方面，在减压时应尽可能地保留部分小关节的结构，以维持手术后腰椎的稳定性[6]。Abumi等[7]的研究表明减压时须保留一半以上小关节结构方能维持手术后腰椎的稳定性。根据本组资料，50%左右的腰椎管狭窄症患者为矢状型小关节。由于其小关节角趋向于垂直，在实际手术操作中试图保留一半以上小关节的可能性很小，因此手术时腰椎后部结构破坏较多，较易发生手术后的腰椎不稳定或手术后的腰椎滑移。
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值得注意的是我们的结果显示L4，5节段的小关节角在各个节段中并非最为陡峭。在我们所测的节段中以L3，4节段最为陡峭。Boden等[1]的结果也提示了这一分布趋势。但既往的临床资料表明L4，5节段的腰椎退行性滑移的发生率最高，其次是L3，4。这就提示单纯腰椎小关节角增大并不是导致退行性腰椎滑移的唯一因素。腰椎前柱结构的完整性等也是导致腰椎不稳定发生的因素[6]。因此，我们认为在行下腰椎减压术前分析时，除了解小关节结构特征外，尚应充分注意该节段的前柱结构的完整性，以确定是否同期施行腰椎融合术。
基金项目：浙江省教委科研基金(961078)
作者单位：陈其昕(310009杭州，浙江大学医学院附属第二医院骨科)
陈维善(310009杭州，浙江大学医学院附属第二医院骨科)
, 百拇医药
徐少文(310009杭州，浙江大学医学院附属第二医院骨科)
黄宗坚(310009杭州，浙江大学医学院附属第二医院骨科)
参考文献
1，Boden SD, Riew KD, Yamaguchi K, et al. Orientation of the lumbar facet joints: association with degenerative disc disease. J Bone Joint Surg (Am), 1996, 78:403- 411.
2，Robertson PT, Grobler LJ, Novotny JE, et al. Postoperative spondylolisthesis at L 4- 5: the role of facet joint morphology. Spine, 1993, 18:1483- 1490.
, http://www.100md.com
3，Sharma M, Langrana NA, Rodriguez J. Role of ligments and facets in lumbar spinal stability. Spine, 1995, 20:887- 900.
4，Lorenz M, Patwardhan A, Vanderby R Jr. Load- bearing characteristics of lumbar facets in normal and surgically altered spinal segments. Spine, 1983, 8:122- 130.
5，Grobler LJ, Robertson PA, Novotny JE, et al. Decompression for degenerative spondylolisthesis and spinal stenosis at L 4- 5: the effects on facet joint morphology. Spine, 1993, 18:1475- 1482.
6，陈其昕，陈维善.腰椎后路减压术后的腰椎不稳定及其对临床结果的影响.中华骨科杂志,1997，17:603-606.
7，Abumi K, Panjabi MM, Kramer KM, et al. Biomechanical evaluation of lumbar spinal stability after graded facetectomies. Spine, 1990, 15:1142- 1147., 百拇医药
陈其昕 陈维善 徐少文 黄宗坚
摘要 目的：对116例下腰椎小关节角进行研究，以确定该角度与下腰椎疾患之间的关系。方法：将116例患者分成四组：对照组20例，腰椎间盘突出症组61例，腰椎管狭窄症组28例，退行性腰椎滑移组7例。分别对L3，4、L4，5、L5S1做CT扫描，并将扫描图像输入计算机，分别对小关节角进行测定。结果：(1)根据小关节角的大小可将小关节分成三种类型：矢状型、中间型和冠状型；(2)退行性腰椎滑移和腰椎管狭窄症患者的腰椎小关节角明显大于对照组；(3)腰椎管狭窄症患者的矢状型小关节明显多于对照组和腰椎间盘突出症组。结论：下腰椎小关节角的大小与腰椎管狭窄症的发病有密切的关系；同时，腰椎管狭窄症可能具有腰椎矢状面不稳定倾向，在手术治疗中应充分注意这一特点。
, 百拇医药
关键词：腰椎；椎管狭窄；椎间盘移位；脊椎前移；关节
腰椎小关节在维持腰椎稳定性中的作用已受到广泛的重视。如何在腰椎的后路减压手术中尽可能地保留小关节，已成为目前临床骨科医生关注的重要问题。腰椎的小关节角则是反映小关节突形态特征的重要参数，而目前国内有关报告较少。
材料与方法
一、检测对象的选择和分组
1.对照组：20例非腰腿痛患者做CT检查作为对照组。男11例，女9例;年龄32～63岁，平均45岁。2.患者组：96例腰腿痛患者，男57例，女39例；年龄18～71岁，平均45岁。腰椎间盘突出症61例，腰椎管狭窄症28例，退行性腰椎滑移7例。受累节段L3，4间隙为6个，L4，5间隙为72个，L5S1间隙为22个。其中双节段受累4例，两节段以上受累2例。
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二、CT检查的方法
CT扫描：对L3,4、L4,5、L5S1进行CT扫描，取各节段下位椎体的上终板平面且与之平行的CT横切面，如CT横切面与终板平面间的夹角大于5°者则不被采用。
三、腰椎小关节角的测定及不对称度的计算
Nuscan6036扫描仪将CT图像输入计算机。采用Adobe-Photoshop和UTHSCSAImage-Tools图像处理分析软件对CT图像进行分析处理。在椎体后缘的两个最高点上做标记，并通过标记点画一连线，将该连线作为椎体的冠状面或称为水平面，若这一标记点不清楚时则取棘突顶点与基底部中点连线的垂直线作为冠状面。取各个小关节前内侧点与后外侧点的连线，该连线与椎体冠状面之间的夹角则定义为腰椎小关节角(图1)。该角度可由计算机自动测得。分别由两位检测者采用盲法，对所有的小关节角进行测试。
, 百拇医药
图1 小关节角测试示意图
测量技术的论证：为了估计检测者的主观误差，对30例样本在初次测量1周后由同一检测者再次进行测量，计算两次测量数据的Pearson相关系数。同样，为估计测量者之间的测量误差，计算两位检测者测得数据的Pearson相关系数。另外，我们还以计算误差度的方法了解测量数据的误差情况。误差度计算公式如下：
其中X1为第一次测量值，X2为第二次测量值，n为每位检测者的测量次数。
四、统计学处理
采用SPSS统计软件包对测得的数据进行统计分析。成对计量资料采用t检验，多组计量资料采用ANOVA检验，计数资料采用Chi-squaretest或Mann-Whitneytest检验进行统计分析。
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结果
一、测量准确性论证
对于检测者主观误差的检测，发现误差的主要来源是确定椎体后缘的标记点和确定小关节的边界，而该项误差则往往具有检测者依赖性。但Pearson相关系数检验结果表明两者具有强相关性。对测量者间的Pearson相关系数检验结果表明两者也具有强相关性。同时误差度分析结果表明检测者主观误差度和检测者间的误差度极小。上述结果表明本研究采用的测量方法具有较高的可重复性和可靠性。
二、对照组下腰椎小关节角
1.侧别对小关节角的影响：各节段腰椎平面的测量结果发现左右两侧小关节角各不相同。但左右侧别的小关节角比较结果表明差异无显著性意义，提示正常小关节角的大小无左右侧别优势。
, 百拇医药 2.性别及年龄对小关节角的影响：男、女性别组在不同疾患中的小关节角经比较，差异无显著性意义。根据直线回归分析，在不同疾患组中年龄与小关节角无相关性。
3.不同腰椎节段的小关节角：不同节段的腰椎小关节角进行比较发现L3，4较为陡峭，L4，5和L5S1较为平坦(图2)。
图2 对照组小关节角
三、各腰椎疾患组中的小关节角
1.腰椎疾患与腰椎小关节角的关系：腰椎间盘突出症和腰椎管狭窄症的小关节角与对照组比较差异无显著性意义。而退行性腰椎滑移患者的小关节角明显大于其他组(图3)。
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图3 腰椎疾患与小关节角的关系
2.腰椎疾患与小关节角的分型：根据小关节角的大小可区分不同的腰椎小关节类型。将小关节角≥52°者为矢状型、<52°、≥36°者为中间型、<36°者为冠状型。各腰椎疾患的小关节角类型见表1，由表1可见腰椎管狭窄症患者的矢状型小关节显著多于腰突症组和对照组。统计结果见表2。
表1 各腰椎疾患的小关节角分型(%)
腰椎疾患
小 关 节 角 分 型
矢状型
中间型
冠状型
狭窄症组
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50.00
40.19
9.09
突出症组
22.92
64.58
12.50
对 照 组
20.50
64.12
15.38
表2 腰椎疾患的小关节角分型统计结果
, http://www.100md.com 比较组别
Mann-Whitney值
Wilcoxon值
P值
对照组与突出症组
419
629
0.332
对照组与狭窄症组
138
348
0.022
突出症组与狭窄症组
, 百拇医药
389
1 565
0.047
讨论
腰椎小关节是腰椎后柱的重要结构之一，对维持腰椎的稳定性具有重要的作用。同时，腰椎小关节结构的改变可能涉及腰椎及椎间盘的退行性疾患的发生与发展，而最终将影响腰椎的稳定性。小关节的形态结构比较复杂，小关节角可作为量化参数反映小关节的形态结构特征。
本组资料显示腰椎间盘突出症组与对照组相比小关节角的大小相似，而退行性腰椎滑移组则腰椎小关节角明显增大，这一结果与既往文献报道相似[1,2]。但值得注意的是本组资料还显示腰椎管狭窄症组的小关节角也明显增大，其值介于腰椎间盘突出症与退行性腰椎滑移之间。生物力学研究已证明腰椎小关节主要作用是防止前移和伸展旋转，且这些作用的有效性主要取决于小关节角的大小[3]。另一方面，有关的研究表明腰椎小关节的退行性改变主要与其所承受的应力有关，即在一定的载荷作用下面积越小，应力越大，由此产生的小关节退行性改变也越严重[4]。结合本组资料，我们认为大的腰椎小关节角可能存在着腰椎后柱结构力学上的破绽，即对抗腰椎前移载荷的相对面积减小，增加了小关节局部的应力，从而可加速腰椎小关节退行性改变，使小关节出现增生内聚，由此导致椎管狭窄的发生。
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Boden等[1]对下腰椎小关节角的研究结果显示正常下腰椎小关节角为37.6°～44.6°。Grobler等[5]的研究则发现当小关节角大于52°时，腰椎较易发生退行性滑移。已有研究表明矢状型小关节可使腰椎具有矢状面不稳定倾向，而冠状型小关节则可能存在冠状面的不稳定倾向[3]。根据上述事实，我们将下腰椎小关节分成三种类型：≥52°者为矢状型，≥36°～<52°者为中间型，<36°者为冠状型。根据本组资料显示腰椎管狭窄症组的矢状型小关节的发生率远高于腰椎间盘突出症组和对照组，而冠状型小关节在各疾患组之间差异无显著性意义。这就提示腰椎管狭窄症者的狭窄椎间隙发生矢状面不稳定的倾向远大于冠状面不稳定，在对腰椎管狭窄症进行治疗时应充分注意这一特点。
对腰椎管狭窄症的手术方法一般采用全椎板切除减压或双侧扩大开窗减压，减压的范围要求减压彻底即充分切除增生内聚的小关节方能取得良好的效果。然而另一方面，在减压时应尽可能地保留部分小关节的结构，以维持手术后腰椎的稳定性[6]。Abumi等[7]的研究表明减压时须保留一半以上小关节结构方能维持手术后腰椎的稳定性。根据本组资料，50%左右的腰椎管狭窄症患者为矢状型小关节。由于其小关节角趋向于垂直，在实际手术操作中试图保留一半以上小关节的可能性很小，因此手术时腰椎后部结构破坏较多，较易发生手术后的腰椎不稳定或手术后的腰椎滑移。
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值得注意的是我们的结果显示L4，5节段的小关节角在各个节段中并非最为陡峭。在我们所测的节段中以L3，4节段最为陡峭。Boden等[1]的结果也提示了这一分布趋势。但既往的临床资料表明L4，5节段的腰椎退行性滑移的发生率最高，其次是L3，4。这就提示单纯腰椎小关节角增大并不是导致退行性腰椎滑移的唯一因素。腰椎前柱结构的完整性等也是导致腰椎不稳定发生的因素[6]。因此，我们认为在行下腰椎减压术前分析时，除了解小关节结构特征外，尚应充分注意该节段的前柱结构的完整性，以确定是否同期施行腰椎融合术。
基金项目：浙江省教委科研基金(961078)
作者单位：陈其昕(310009杭州，浙江大学医学院附属第二医院骨科)
陈维善(310009杭州，浙江大学医学院附属第二医院骨科)
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徐少文(310009杭州，浙江大学医学院附属第二医院骨科)
黄宗坚(310009杭州，浙江大学医学院附属第二医院骨科)
参考文献
1，Boden SD, Riew KD, Yamaguchi K, et al. Orientation of the lumbar facet joints: association with degenerative disc disease. J Bone Joint Surg (Am), 1996, 78:403- 411.
2，Robertson PT, Grobler LJ, Novotny JE, et al. Postoperative spondylolisthesis at L 4- 5: the role of facet joint morphology. Spine, 1993, 18:1483- 1490.
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3，Sharma M, Langrana NA, Rodriguez J. Role of ligments and facets in lumbar spinal stability. Spine, 1995, 20:887- 900.
4，Lorenz M, Patwardhan A, Vanderby R Jr. Load- bearing characteristics of lumbar facets in normal and surgically altered spinal segments. Spine, 1983, 8:122- 130.
5，Grobler LJ, Robertson PA, Novotny JE, et al. Decompression for degenerative spondylolisthesis and spinal stenosis at L 4- 5: the effects on facet joint morphology. Spine, 1993, 18:1475- 1482.
6，陈其昕，陈维善.腰椎后路减压术后的腰椎不稳定及其对临床结果的影响.中华骨科杂志,1997，17:603-606.
7，Abumi K, Panjabi MM, Kramer KM, et al. Biomechanical evaluation of lumbar spinal stability after graded facetectomies. Spine, 1990, 15:1142- 1147., 百拇医药