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• 断层解剖与影像 •
矢状化小关节角度与退变性腰椎滑脱间关系的CT影像研究
中华解剖与临床杂志, 2018,23(5) : 377-382. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-7041.2018.05.003
摘要
目的

探讨矢状化小关节角度(FJA)与退变性腰椎滑脱(DLS)之间的关系。

方法

回顾性研究。2010年1月—2018年5月首都医科大学宣武医院骨科单节段L4/5 DLS住院患者89例纳入DLS组，按年龄分为A1、B1两亚组，A1组44例(男14例、女30例)，年龄<65岁；B1组45例(男17例、女28例)，年龄≥65岁。对照组100例为同期骨科门诊腰腿痛患者，性别、年龄与DLS组相当，但未见腰椎滑脱者。按年龄分为A2、B2两亚组，A2组54例(男18例、女36例)，年龄<65岁；B2组46例(男15例、女31例)，年龄≥65岁。在腰椎CT软组织窗测量各组L4/5和L3/4节段FJA，并应用SPSS 22.0统计学软件对患者FJA、小关节不对称(FT)程度和小关节退变分级之间的差异进行组间对比分析。

结果

DLS组内，L3/4节段A1组和B1组FJA分别为54.73°±7.26°和56.60°±6.94°，差异无统计学意义(P>0.05)；L4/5节段A1组、B1组FJA分别为58.43°±10.41°和63.28°±6.56°，差异有统计学意义(P<0.05)。对照组内，L3/4节段A2和B2组FJA分别52.16°±10.07°和54.66°±8.66°，L4/5节段A2组、B2组FJA分别为45.36°±7.78°和47.82°±9.65°，差异均无统计学意义(P值均>0.05)。DLS组与对照组L3/4、L4/5节段FJA比较，差异均有统计学意义(P值均<0.05)。两组内各亚组间FT比较，L3/4与L4/5节段差异均无统计学意义(P值均>0.05)；DLS组与对照组组间FT比较，在L4/5节段差异有统计学意义(P<0.05)，在L3/4节段差异无统计学意义(P>0.05)。在L4/5节段及L3/4节段，小关节退变程度DLS组均高于对照组，DLS组内B1组均高于A1组，差异均有统计学意义(P值均<0.01)；而对照组内两亚组间比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)。

结论

DLS患者具有更加矢状化的FJA，这可能是疾病发生发展过程中二次重塑的结果。

引用本文: 郭马超, 鲁世保, 孔超, 等.  矢状化小关节角度与退变性腰椎滑脱间关系的CT影像研究 [J] . 中华解剖与临床杂志, 2018, 23(5) : 377-382. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-7041.2018.05.003.
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小关节在引导和限制脊柱活动方面发挥着重要作用[1]，其关节走向与多种疾病的发生有关[2,3,4,5]。研究证实，退变性腰椎滑脱(degenerative lumbar spondylolisthesis, DLS)患者的小关节具有更加矢状位的走向[2,3,6]。然而，矢状化的小关节是DLS发生预先存在的危险因素，还是疾病发生过程中二次重塑的结果，目前尚存在争议。部分学者认为，矢状化的小关节角度(facet joint angle, FJA)是滑脱疾病发生发展过程中小关节发生退变的结果[6,7,8]；而且随着滑脱疾病的进展，FJA会有越来越偏向于矢状化的趋势。若此观点成立，则对于DLS患者，高龄、病程长的患者较年轻、病程短的患者FJA会更加偏向于矢状位。本研究中，通过比较不同年龄DLS患者FJA，探讨FJA在DLS发生中的作用。

1　资料与方法
1.1　一般资料

回顾性研究。2010年1月—2018年5月首都医科大学宣武医院骨科单节段L4/5退变性滑脱住院患者89例纳入DLS组，男31例、女58例，年龄49～83(65.01±9.27)岁，病程1～24(14.15±4.58)个月。DLS组纳入标准：主诉症状为腰痛伴下肢放射痛，腰椎CT资料完整，腰椎侧位上显示L4/5单节段轻度滑脱(上位椎体较下位椎体前移<25%)；排除标准：多节段腰椎滑脱，重度滑脱，腰椎侧弯，峡部裂，脊柱手术史，脊柱骨折，CT图像质量差等。

纳入同期骨科门诊未见明显脊柱滑脱，且性别、年龄与DLS组相当的腰腿痛患者100例为对照组，男33例、女67例，年龄44～85(63.94±9.28)岁，病程1～24(13.51±3.94)个月。对照组纳入标准：影像学CT上未见椎体滑脱；排除标准：椎体骨折，脊柱侧弯，移行椎，脊柱肿瘤等。两组患者的性别、年龄、BMI及病程差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表1。

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表1

DLS组与对照组患者临床基线资料比较(x±s)

表1

DLS组与对照组患者临床基线资料比较(x±s)

组别例数年龄(岁)性别(例)BMI(kg/m2)病程(月)
男女
DLS组8965.01±9.27315826.31±2.9714.15±4.58
对照组10063.94±9.28336725.30±3.7113.51±3.94
统计值 t＝0.793χ2＝0.705t＝2.068t＝1.026
P值 >0.05>0.05<0.05>0.05

注：DLS为退变性腰椎滑脱；BMI为体质量指数

按年龄将DLS组分为A1、B1两亚组，A1组44例(男14例、女30例)，年龄<65岁；B1组45例(男17例、女28例)，年龄≥65岁。对照组分为A2、B2组，A2组54例(男18例、女36例)，年龄<65岁；B2组46例(男15例、女31例)，年龄≥65岁。DLS组与对照组内不同亚组间性别分布及BMI比较差异无统计学意义(P值均>0.05)，但病程比较差异有统计学意义(P值均<0.05)，见表2。

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表2

DLS组与对照组患者亚组间临床基线资料比较

表2

DLS组与对照组患者亚组间临床基线资料比较

组别例数性别(例)BMI (kg/m2, ±s)病程
男女
DLS组     
 A1组44143025.95±2.8813.00±3.43
 B1组45172826.65±3.0415.27±5.28
 统计值 χ2＝0.348t＝－1.113t＝－2.397
 P值 >0.05>0.05<0.05
对照组     
 A2组54183625.48±3.1912.46±2.90
 B2组46153125.09±4.2614.74±4.63
 统计值 χ2＝0.006t＝0.511t＝－2.887
 P值 >0.05>0.05<0.05

注：DLS为退变性腰椎滑脱；BMI为体质量指数

1.2　CT扫描

采用美国GE公司MSCT-7 Medical Systems Lightspeed VCT CT99对患者进行L3～S1连续扫描。扫描参数：电压120 kV，电流350 mA，矩阵512×512，视窗300 mm，层厚0.6 mm，螺距1.0。

1.3　观测指标及其测量方法
1.3.1　FJA

根据Grobler等[9]的方法，在CT软组织窗上，选择经过下椎体上终板且平行于上椎体下终板的层面，FJA是椎体后缘的切线与经过小关节前内侧和后外侧点连线之间的角度。在CT横断面上，标记a、b、c三条线，其中a是椎体后缘的切线，b和c分别通过同一切面相应侧小关节的前内侧点和后外侧点的连线。∠α、∠β为线段a分别与线段b、c间外侧夹角，即相应侧小关节的FJA(图1)；同一节段小关节的左右两侧FJA的平均值作为相应节段的FJA。FJA由两位年资5年以上的骨科医生和放射科医生测量，取两次测量的平均值。以双侧FJA差值的绝对值来量化小关节不对称(facet tropism, FT)程度。

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图1
CT影像上小关节角度测量示意图
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注：线a为椎体后缘的切线，线b和线c分别是相应侧小关节前内侧点和后外侧点的连线；∠α和∠β是分别为相应侧的小关节角度

图1
CT影像上小关节角度测量示意图
1.3.2　小关节退变程度分级

根据Kalichman等[10]的方法，小关节的退变程度被分为4个等级。1级：小关节间隙≥2 mm，无骨赘或硬化；2级：关节间隙1～2 mm，和/或硬化和/或小骨赘，无软骨下侵蚀，软骨下囊肿或真空现象；3级：关节间隙<1 mm，和/或轻度软骨下侵蚀，和/或中度骨赘，和/或轻度软骨下囊肿，和/或真空现象；4级：严重的关节间隙狭窄，严重的关节糜烂，大的骨赘，严重的软骨下囊肿和/或真空现象。见图2。小关节退变分级的评估由两位年资超过5年的骨科医生和放射科医生独立完成，结果不一致时经讨论达成一致。

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图2
小关节退变分级CT平扫示意图　2A～2D　分别显示1级、2级、3级、4级小关节退变
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图2
小关节退变分级CT平扫示意图　2A～2D　分别显示1级、2级、3级、4级小关节退变
1.4　统计学方法

应用SPSS 22.0统计软件分析数据。服从正态分布的计量资料以±s表示，方差齐性时，组间比较采用独立样本t检验；方差不齐时采用t′检验。分类计数资料比较采用χ2检验，小关节退变分级采用Wilcoxon检验。以P<0.05为差异有统计学意义。采用组内相关系数(ICC)检验观察者间测量结果的一致性，ICC>0.75时表示一致性良好，ICC为0.4～0.75时表示一致性一般，ICC<0.4时表示一致性差。

2　结果

观察者间测量FJA的一致性检验ICC＝0.92，提示一致性良好。

2.1　FJA比较

在L3/4与L4/5节段，DLS组FJA均大于对照组，差异均有统计学意义(P值均<0.05)，见表3。DLS组内两亚组间比较，L4/5节段A1组FJA小于A2组，差异有统计学意义(P<0.05)，对照组内L3/4和L4/5节段FJA两亚组间比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表4。

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表3

DLS组与对照组患者FJA和FT比较(°，±s)

表3

DLS组与对照组患者FJA和FT比较(°，±s)

组别例数FJAFT
L3/4L4/5L3/4L4/5
DLS组8955.67±7.1260.88±8.977.07±3.6110.32±5.77
对照组10053.22±9.4746.49±8.746.26±3.206.53±3.17
t值 2.02411.163－1.6445.505
P值 <0.05<0.01>0.05<0.01

注：DLS为退变性腰椎滑脱；FJA为小关节角度；FT为小关节不对称

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表4

DLS组与对照组患者亚组间小关节角度和不对称组内比较(°，±s)

表4

DLS组与对照组患者亚组间小关节角度和不对称组内比较(°，±s)

组别例数FJAFT
L3/4L4/5L3/4L4/5
DLS组     
 A1组4454.73±7.2658.43±10.416.48±3.0211.29±6.35
 B1组4556.60±6.9463.28± 6.567.65±4.069.37±5.03
统计值 －1.239－2.627－1.5351.589
P值 >0.05<0.05>0.05>0.05
对照组     
 A2组5452.16±10.0745.36±7.786.04±2.626.96±3.31
 B2组4654.66± 8.6647.82±9.657.10±3.666.67±3.40
统计值－1.217－1.408－1.6440.424
P值 >0.05>0.05>0.05>0.05

注：DLS为退变性腰椎滑脱；FJA为小关节角度；FT为小关节不对称

2.2　FT比较

DLS组与对照组相比，在L4/5节段FT差异有统计学意义(P<0.05)，在L3/4节段差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。但两组内各亚组间比较，L3/4与L4/5节段差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表4。

2.3　小关节退变分级比较

在L4/5、L3/4节段，DLS组小关节退变程度均高于对照组，DLS组内B1组高于A1组，差异均有统计学意义(P值均<0.01)，而对照组内两亚组间比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表5。

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表5

DLS组和对照组患者亚组间小关节退变程度分级组内比较(例)

表5

DLS组和对照组患者亚组间小关节退变程度分级组内比较(例)

组别侧数L4/5小关节退变程度分级L3/4小关节退变程度分级
1级2级3级4级1级2级3级4级
DLS组         
 A1组88164019132245147
 B1组90325342813352418
 Z值 －4.489－3.201
 P值 <0.01<0.01
对照组         
 A2组108244421193459105
 B2组92153722182448137
 Z值 －1.064－1.354
 P值 >0.05>0.05

注：DLS为退变性腰椎滑脱

3　讨论

DLS概念于1995年由Newman提出，是指在不伴峡部裂的情况下，上位椎体较下位椎体发生的相对滑移[11]。该病的发生可能与多种因素有关，如年龄、性别、BMI、椎间盘退变、较大的骨盆入射角等[12]。目前，小关节的方向与DLS发生的关系逐渐引起学者们的重视。

3.1　小关节的作用

Kirkaldy-Willis等[13]第一次较好地描述了小关节的解剖和生物力学特征，椎间盘允许脊柱在所有平面上活动，而小关节通过其组成的方向性和周围的关节囊限制脊柱节段运动。生物力学研究表明，小关节承受脊柱33%的动态负荷和35%的静态负荷，在指导和限制脊柱的活动中发挥重要作用[14]。因此，小关节的特点和改变，必然与一些脊柱疾病有关联。

3.2　FJA与DLS的发生的因果关系

FJA是指小关节关节间隙的空间走向与矢状面或冠状面的夹角，研究表明FJA与多种疾病的发生有关，如DLS[2]、椎间盘突出[15]、小关节退变[4]、脊柱侧弯[5]等。多数研究已经证实，DLS患者具有更加矢状化的FJA。Samartzis等[2]的一项大样本多中心的研究，纳入了267个单节段(L4/5)DLS的患者，通过与对照组FJA的比较，指出DLS患者在滑脱节段具有更加矢状化的FJA。部分学者认为[3,9,16,17]，矢状化的FJA是DLS发生的危险因素；然而另有学者指出，小关节在应力改变时会发生变化，矢状化的FJA是疾病发生过程中，小关节发生二次重塑的结果。

3.2.1　矢状化FJA是DLS发生预先存在的危险因素

Grobler等[9]通过比较L4/5椎管狭窄、L4/5 DLS、L5～S1峡部裂性脊柱滑移及正常人发现，DLS组患者的FJA较其余组明显偏向于矢状位，提出矢状化的FJA是DLS发生的危险因素。Boden等[16]通过比较DLS患者与正常人的FJA发现，更加矢状化的FJA不仅出现在滑脱节段，也出现在滑脱的上下邻近节段；因此，认为矢状化的小关节是DLS发生预先存在的危险因素，而不仅仅是简单的重塑结果。有学者指出，具有矢状化FJA的患者，由于限制剪切力的能力有限，导致韧带弹性降低和椎体的滑移[3,17]。

3.2.2　矢状化FJA是DLS发生过程中二次重塑的结果

Berlemann等[7]比较了DLS患者与不同年龄段正常人的FJA，结果显示，显著矢状化的FJA只出现在DLS患者中，因此不可能存在一组年轻的患者因为"先天的"矢状化FJA，在年老时比其他人更容易发生DLS，矢状化的FJA更可能是疾病过程中发生重塑的结果。Yao等[18]的研究则指出，与健康受试者和椎间盘退变性疾病患者相比，DLS患者在滑脱节段的小关节的旋转范围减小，这种旋转范围的减小意味着DLS疾病可能导致关节的重塑以及再稳定。另外，DLS患者在滑脱节段往往伴随着小关节的严重退变，提示DLS患者小关节存在重塑，矢状化的FJA是二次重塑的结果[19]。

3.2.3　本研究结果的分析

在既往的文献中，鲜有研究比较不同年龄DLS患者FJA的差异。本研究结果中，DLS组患者在滑脱节段，老年患者FJA更加偏向于矢状位，两组之间差异具有统计学意义，而对照组中，两组间FJA差异无统计学意义。因此，随着DLS疾病病程的进展，FJA发生了改变，更加偏向于矢状位。在L4/5节段，DLS组FT明显高于对照组，但两组内的各亚组间差异无统计学意义。因此，矢状化的FJA是滑脱发生过程中小关节发生退变以及二次重塑的结果，FT则是DLS发生的危险因素。

椎间盘退变早于小关节的退变[20]，FT的存在使椎间盘在脊柱旋转时受力不均，加速了椎间盘的退变[21,22]。随着椎间盘退变，椎间隙高度下降，使得后方小关节的上关节突"被翘起"，小关节限制功能受损，同时退变的椎间盘分担负载能力下降，相应小关节负载增加，生物力学发生改变，脊柱稳定性下降，导致滑脱的发生。在应力改变下，关节突前后角发生退变、增生和二次重塑，以重新稳定脊柱，导致其空间走向发生改变。另一方面，邻近节段椎间盘代偿性地负荷以及活动性增加，加速邻近节段椎间盘的退变，从而以同样的机制加速了邻近节段小关节的退变和重塑，使得滑脱上位邻近节段FJA偏向于矢状位。

本研究中DLS组不仅在滑脱节段，在其上位邻近节段，FJA较正常人更加矢状化，这支持了本研究的观点，而腰椎融合术后邻近节段退变更易发生在上位的现象，也在一定程度上支持了本研究的分析。对于小关节退变程度，两组内老年组小关节退变程度均更加严重，说明年龄在小关节退变中具有一定作用。然而，只在DLS内观察到差异有统计学意义(包括滑脱节段和上位邻近节段)。另外，两组间比较时，DLS组中小关节退变程度较正常组更严重，差异有统计学意义，因此，DLS加速了小关节的退变以及二次重塑，使得DLS患者FJA更加矢状化。

3.3　本研究的不足之处

本研究仍存在一定的局限性，通过患者主诉的病程长短主观性较强，存在一定的误差，而且病程的长短不能完全代表疾病发生的时间，使结果产生一定程度的偏差。然而，该研究首次通过对比两个年龄组DLS患者FJA差异，分析FJA在DLS发生中的作用，同时纳入小关节退变分级，使得研究结果更加可靠，对DLS疾病的特点以及影像学的进一步研究，具有一定的意义。

综上所述，FT是DLS发生的危险因素，DLS患者具有更加矢状的FJA；笔者倾向于认为矢状化的FJA是DLS发生发展过程中二次重塑的结果。

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