腰椎間盤(pán)退變時(shí)椎體形態(tài)變化規(guī)律的研究

腰椎間盤(pán)退變時(shí)椎體形態(tài)變化規(guī)律的研究

脊柱的結(jié)構(gòu)和形狀是脊柱力學(xué)功能的基礎(chǔ)。研究表明，椎間盤(pán)退變所致的生物力學(xué)改變明顯影響椎體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，而椎體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化很可能影響到椎體的外部形態(tài)，目前有關(guān)椎間盤(pán)退變對(duì)椎體形態(tài)影響的報(bào)道較少。1材料和方法1.1研究對(duì)象的選擇和組成1.1.1mri2加權(quán)像示腰椎髓核檢測(cè)無(wú)腰腿痛病史的正常人，腰椎X線片排除腰椎畸形、骨質(zhì)增生、骨質(zhì)疏松。MRIT2加權(quán)像示椎間盤(pán)髓核呈高信號(hào)（圖1）。共27例，男14例，女13例；年齡20～54歲，平均42.3歲。1.1.2民間組織結(jié)構(gòu)一個(gè)/多態(tài)性罪犯的離子類型為2001年3月至2003年1月本院收治的具有腰椎正側(cè)位X線片及MRI資料的L4/5椎間盤(pán)退變患者（部分患者伴有L5/S1椎間盤(pán)退變），排除骨質(zhì)疏松和腰椎畸形。男50例，女34例，共84例；年齡21～66歲，平均45.8歲。按Tertti等的分類方法，依據(jù)MRIT2加權(quán)像上髓核的信號(hào)，分為兩組：（1）輕度退變組，T2加權(quán)像上髓核呈中等信號(hào)（圖2），共53例；（2）重度退變組，T2加權(quán)像上髓核呈低信號(hào)或無(wú)信號(hào)（圖3），共31例。1.2側(cè)位片側(cè)位片與骨模擬將所有對(duì)象的X線片通過(guò)掃描儀輸入計(jì)算機(jī)，用Adobe-photoshop6.0圖像處理軟件測(cè)量側(cè)位片上L1、L4、L5椎體的前高、后高及椎體的上矢狀徑和下矢狀徑（圖4），椎體緣有骨贅時(shí)，按Evans等的方法將骨贅排除在測(cè)量之外。1.2.1計(jì)算中的比例指數(shù)的公式1.2.2l1腰椎相應(yīng)徑線的比值L4、L5椎體的前高、后高及矢狀徑與自身L1椎體相應(yīng)徑線的比值作為L(zhǎng)4、L5椎體的相對(duì)前高、后高和相對(duì)矢狀徑。所有測(cè)量數(shù)據(jù)均為兩次測(cè)量（間隔時(shí)間1周）結(jié)果的平均值。1.3腰椎加權(quán)像上信號(hào)按Modic的方法，Ⅰ型信號(hào)改變：T1加權(quán)像上椎體骨髓信號(hào)減低而T2加權(quán)像上信號(hào)增高；Ⅱ型信號(hào)改變：T1加權(quán)像上信號(hào)增高而T2加權(quán)像上信號(hào)不變或增高。1.4分析方法及檢驗(yàn)率采用SPSS10.0統(tǒng)計(jì)軟件包對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，男女間比較采用t檢驗(yàn)，多組之間比較采用單因素方差分析及q檢驗(yàn)，率的比較采用卡方檢驗(yàn)，P<0.05為差異有顯著性意義。2退變組間比較(1）對(duì)照組L4、L5椎體的矩形指數(shù)在男女間比較差異無(wú)顯著性意義（P>0.05）。這提示側(cè)位X線片上，男、女性L4、L5椎體的矩形形態(tài)相似（表1）。（2)L4、L5椎體的矩形指數(shù)在對(duì)照組、輕度退變組、重度退變組逐漸減小，3組間差異有顯著意義；各組間兩兩比較差異有顯著性意義（P<0.05）（表2）。（3)L4、L5椎體相對(duì)前高、后高在對(duì)照組、輕度退變組、重度退變組逐漸減小，而L4相對(duì)下矢狀徑和L5相對(duì)上矢狀徑逐漸增加（圖5）,3組間差異有顯著意義；各組間兩兩比較差異有顯著性意義（P<0.05）（表3）。84個(gè)退變L4/5椎間盤(pán)中有26個(gè)伴隨椎體骨髓信號(hào)改變，均為Ⅱ型信號(hào)改變，信號(hào)改變區(qū)域主要位于外周終板及其下方（圖6a、b）；輕度退變組信號(hào)改變率21%（11/53），重度退變組改變率45%（14/31），兩組間有顯著性差異（P<0.05）。3討論3.1腰椎退變與腰椎對(duì)于腰椎形態(tài)的變化椎間盤(pán)退變不僅是纖維環(huán)和髓核改變，許多研究證實(shí)椎間盤(pán)退變時(shí)椎體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也發(fā)生明顯的變化。然而這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化是否影響椎體的外部形態(tài)，目前的相關(guān)研究報(bào)道較少。既往采用側(cè)位X線片上椎體的高度比（前高、中高與后高的比值及后高與相鄰椎體后高的比值）作為形態(tài)參數(shù)來(lái)描述椎體的形態(tài)，但未能反映椎體矢狀徑對(duì)椎體形態(tài)的影響。本研究將椎體側(cè)位輪廓視為一個(gè)近似的矩形，以矩形指數(shù)來(lái)反映該矩形的形態(tài)，矩形指數(shù)越小則矩形越扁平，即椎體越扁平。矩形指數(shù)與上述高度比一樣，為比值型參數(shù)，不受X線放大率及個(gè)體差異的影響，而且能同時(shí)反映椎體高度和矢狀徑的變化對(duì)椎體形態(tài)的影響，因而在反映椎體整體形態(tài)上具有較好的優(yōu)勢(shì)。本研究顯示L4/5椎間盤(pán)退變時(shí)，L4和L5椎體矩形指數(shù)較正常顯著減小，而且重度退變組較輕度退變組也顯著減小，這提示椎間盤(pán)退變時(shí)，其相鄰椎體趨向扁平化，而且椎間盤(pán)退變?cè)街刈刁w扁平化越明顯。本研究同時(shí)顯示，隨著椎間盤(pán)退變，椎體相對(duì)前高和后高逐漸減小而相對(duì)矢狀徑（退變間盤(pán)上位椎體下矢狀徑和下位椎體上矢狀徑）卻逐漸增加。這一結(jié)果說(shuō)明，椎體扁平化是椎體高度減小和矢狀徑增加兩個(gè)因素共同作用的結(jié)果。生物力學(xué)研究表明，當(dāng)椎間盤(pán)正常時(shí)，椎間盤(pán)傳遞的應(yīng)力主要作用于終板的中央；而椎間盤(pán)退變時(shí)，由于髓核流體靜力學(xué)性質(zhì)逐步消失，應(yīng)力由終板中央向外周轉(zhuǎn)移，致使外周終板上應(yīng)力集中。這種應(yīng)力的重新分布導(dǎo)致了椎體結(jié)構(gòu)發(fā)生重建而改變。Modic等研究發(fā)現(xiàn)，椎間盤(pán)退變時(shí)，椎體的MRI信號(hào)可出現(xiàn)Ⅰ型和Ⅱ型改變，兩種信號(hào)改變病理上都提示終板及其下的松質(zhì)骨的損傷和改建修復(fù)。本研究結(jié)果顯示，84個(gè)退變椎間盤(pán)中有26個(gè)椎間盤(pán)的相鄰椎體出現(xiàn)信號(hào)改變，主要位于外周終板及其下方區(qū)域，這與椎間盤(pán)退變時(shí)應(yīng)力的改變相一致；而且重度退變組信號(hào)改變的發(fā)生率顯著高于輕度退變組。這進(jìn)一步證實(shí)了椎間盤(pán)退變時(shí)，外周終板及其下的松質(zhì)骨的改建過(guò)程，而且與椎間盤(pán)的退變程度有關(guān)。綜合上述結(jié)果我們認(rèn)為，在椎間盤(pán)退變過(guò)程中，由于作用于終板上的應(yīng)力由終板中央向外周轉(zhuǎn)移，致使隆起的外周終板及其下的松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的高應(yīng)力作用下發(fā)生吸收和改建，這種骨重建過(guò)程使椎體高度逐漸丟失，椎體矢狀徑逐漸增大，從而使椎體逐漸扁平化。既往對(duì)椎間盤(pán)退變的認(rèn)識(shí)往往集中在纖維環(huán)和髓核的退變及三關(guān)節(jié)復(fù)合體的繼發(fā)性病理改變。本研究結(jié)果提示，椎體的形態(tài)改變也是椎間盤(pán)退變過(guò)程的一個(gè)重要組成部分。椎間盤(pán)的退變不僅伴隨椎體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，而且椎體外部形態(tài)也發(fā)生了明顯改變。3.2腰椎間孔形態(tài)變化椎間盤(pán)退變時(shí)，椎間隙高度的減低將導(dǎo)致椎間孔狹窄和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)脫位增生及椎管狹窄，這是臨床上腰腿痛的重要發(fā)病因素。結(jié)合本研究結(jié)果，我們認(rèn)為椎體高度減低更加重了椎間孔的狹窄和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)脫位，這在臨床上尚未引起重視。通常的椎體間融合手術(shù)雖然可以恢復(fù)減低的椎間隙高度及其所致的椎間孔狹窄，但卻難以恢復(fù)由椎體高度降低及椎體矢狀徑增加后移所致的椎間孔狹窄，這也許是一些病人術(shù)后效果欠佳的原因。許多資料顯示椎間盤(pán)退變常伴椎管繼發(fā)狹窄，其中小關(guān)節(jié)增生及椎體后緣骨贅形成是重要因素。本研究結(jié)果表明，矢狀徑的增加也可能是導(dǎo)致椎管狹窄的一個(gè)因素。綜上所述我們認(rèn)為：（1）通過(guò)觀察X線片上椎體的形態(tài)變化，有助