宋基偉，胡學(xué)昱，梁卓文，張國(guó)輝，馬海鑫，曹 濤，韓 林，王 哲

關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)是腰椎運(yùn)功能單元的重要組成部分，特別是關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)與椎間盤組成的三關(guān)節(jié)復(fù)合體，在腰椎屈伸及旋轉(zhuǎn)等功能運(yùn)動(dòng)中，起到結(jié)構(gòu)性穩(wěn)定性作用。研究表明，正常腰椎小關(guān)節(jié)自L1～S1由矢狀化逐漸向冠狀化改變[1]，小關(guān)節(jié)方向的異常改變及小關(guān)節(jié)不對(duì)稱常常和小關(guān)節(jié)的退變、椎間盤退變同時(shí)存在，被認(rèn)為可能是導(dǎo)致腰椎退行性疾病的原因之一[2-6]，但小關(guān)節(jié)方向與椎間盤退變、椎間盤突出的關(guān)系尚無(wú)明確結(jié)論，在青年官兵中的報(bào)道鮮見。本研究納入青年男性官兵，在腰椎CT及MRI上測(cè)量、評(píng)價(jià)小關(guān)節(jié)角度及腰椎間盤退變程度，觀察下腰椎L3～S1小關(guān)節(jié)方向的特征，分析其與腰椎間盤退變、腰椎間盤突出的可能關(guān)系。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 收集2017年1月—2019年7月解放軍63600部隊(duì)醫(yī)院門診及住院的78例下腰痛青年男性官兵腰椎CT和腰椎MRI影像學(xué)資料，共計(jì)234對(duì)小關(guān)節(jié)?；颊咂骄挲g26.53歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：男性，年齡18～40歲，同時(shí)進(jìn)行腰椎CT和腰椎MRI檢查，且2項(xiàng)檢查間隔時(shí)間不超過6個(gè)月，具有完整的L3～S1平行于腰椎間隙的CT和MRI掃描圖像；排除標(biāo)準(zhǔn)：急性腰椎外傷；腰椎骨折及內(nèi)固定手術(shù)史；腰椎結(jié)核；強(qiáng)直性脊柱炎。

1.2 測(cè)量方法及分組 在華海醫(yī)師工作站中讀取納入患者的腰椎CT及MRI圖像，包括完整的L3～S1腰椎間隙CT的骨窗橫斷面成像、MRI的T2加權(quán)像正中矢狀位斷層、L3～S1椎間隙的MRI橫斷面成像。在每個(gè)椎間隙靠近下位椎體的上終板CT橫斷層面，分別測(cè)量左右兩側(cè)小關(guān)節(jié)的矢狀位角度[3]，具體方法為：以椎間盤中點(diǎn)和棘突中點(diǎn)的連線作為矢狀面連線，連接一側(cè)小關(guān)節(jié)的上關(guān)節(jié)突內(nèi)外兩端點(diǎn)，該連線與矢狀面連線的夾角即為小關(guān)節(jié)角（facet joint angle，F(xiàn)JA），應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)的角度測(cè)量工具進(jìn)行小關(guān)節(jié)角度（°）測(cè)量，同樣方法測(cè)量對(duì)側(cè)小關(guān)節(jié)，測(cè)量方法如圖1所示。取左（FJA-L）、右（FJA-R）兩側(cè)小關(guān)節(jié)角度的平均值作為該節(jié)段小關(guān)節(jié)角。ΔFJA為左、右兩側(cè)小關(guān)節(jié)角度差的絕對(duì)值。小關(guān)節(jié)不對(duì)稱（facet tropism，F(xiàn)T）的標(biāo)準(zhǔn)[7]為兩側(cè)小關(guān)節(jié)的角度差絕對(duì)值大于10°，以此標(biāo)準(zhǔn)將每個(gè)腰椎節(jié)段分為小關(guān)節(jié)不對(duì)稱組（36對(duì)）和小關(guān)節(jié)對(duì)稱組（198對(duì)）。在腰椎MRI正中矢狀位斷層T2WI加權(quán)像上，依據(jù)椎間盤退變分級(jí)Pfirrmann分級(jí)量表[8]對(duì)L3～S1椎間盤的退變程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)椎間盤退變分級(jí)進(jìn)行分組（Ⅰ～Ⅳ級(jí)退變組，本組青年官兵無(wú)Ⅴ級(jí)退變椎間盤）。同時(shí)依據(jù)MRI影像學(xué)診斷有無(wú)椎間盤突出，將78例患者L3～S1椎間隙共計(jì)234個(gè)椎間盤，分為椎間盤突出組和非突出組，L3～S1椎間盤突出組67個(gè)，非突出組167個(gè)。

圖1 小關(guān)節(jié)角度測(cè)量示意圖

1.3 觀察指標(biāo) 以小關(guān)節(jié)角度值、不同節(jié)段ΔFJA、小關(guān)節(jié)不對(duì)稱組和小關(guān)節(jié)對(duì)稱組的小關(guān)節(jié)對(duì)數(shù)、椎間盤不同退變程度分級(jí)各組的小關(guān)節(jié)角度，椎間盤突出組和非突出組的小關(guān)節(jié)角度以及2組的小關(guān)節(jié)不對(duì)稱、小關(guān)節(jié)對(duì)稱對(duì)數(shù)為觀察指標(biāo)。用于對(duì)比分析小關(guān)節(jié)角度、小關(guān)節(jié)不對(duì)稱與椎間盤退變程度以及椎間盤突出的可能關(guān)系。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 23.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，測(cè)量數(shù)值經(jīng)檢驗(yàn)符合正態(tài)分布，以±s表示；不符合正態(tài)分布，以中位數(shù)（四分位數(shù)間距）表示。2組之間比較，應(yīng)用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；多組比較，采用單因素方差分析，組間比較采用Post Hoc檢驗(yàn)。不符合正態(tài)分布的多組計(jì)量資料比較，采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn)。2組等級(jí)資料比較采用Mann-Whitney秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料組間比較，采用Fisher精確檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 小關(guān)節(jié)方向的特點(diǎn) 小關(guān)節(jié)角度自L3～S1逐漸增大。左、右兩側(cè)小關(guān)節(jié)角度L3～S1不同節(jié)段之間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.0001）。兩側(cè)小關(guān)節(jié)角度差的絕對(duì)值，不同節(jié)段比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相同節(jié)段的左、右側(cè)小關(guān)節(jié)角度比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

表1 腰椎L3～S1不同節(jié)段的小關(guān)節(jié)角度比較（°）

2.2 小關(guān)節(jié)角度、小關(guān)節(jié)不對(duì)稱和腰椎間盤退變的關(guān)系 L3-4、L4-5、L5S1節(jié)段Ⅰ～Ⅳ級(jí)退變組的小關(guān)節(jié)角度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。234對(duì)中共36對(duì)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱（15.38%），其中L3-4、L4-5、L5S1分別為7對(duì)（8.97%）、12對(duì)（15.38%）、17對(duì)（21.79%），L5S1節(jié)段小關(guān)節(jié)不對(duì)稱發(fā)生率較高。小關(guān)節(jié)不對(duì)稱組和對(duì)稱組比較，椎間盤退變的分級(jí)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.332），分節(jié)段比較，差異也無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

表2 椎間盤退變分級(jí)各組的小關(guān)節(jié)角度及小關(guān)節(jié)對(duì)稱、不對(duì)稱組椎間盤退變分級(jí)的比較

2.3 小關(guān)節(jié)角度、小關(guān)節(jié)不對(duì)稱與腰椎間盤突出的關(guān)系 椎間盤突出組和非突出組比較，L5S1節(jié)段的小關(guān)節(jié)角度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3）。L3～S1合并統(tǒng)計(jì)腰椎間盤突出組和非突出組比較，小關(guān)節(jié)不對(duì)稱的構(gòu)成比不同（P=0.0043），突出組小關(guān)節(jié)不對(duì)稱占比更高。分節(jié)段進(jìn)行比較，L5S1節(jié)段比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.012）（表4）。

表3 腰椎間盤突出組和非突出組的小關(guān)節(jié)角度比較（°）

表4 腰椎間盤突出組和非突出組的小關(guān)節(jié)不對(duì)稱情況［對(duì)（%）］

3 討論

本研究表明該組青年男性官兵由L3～S1，小關(guān)節(jié)角度分別為37.71°±7.96°、46.31°±8.21°、52.27°±10.49°，F(xiàn)JA逐漸增大，由矢狀化逐漸向冠狀化改變，小關(guān)節(jié)角度均值、變化趨勢(shì)和任東成等[9]對(duì)青少年腰椎間盤突出患者小關(guān)節(jié)方向的研究結(jié)果類似。小關(guān)節(jié)方向的特征改變和下腰椎生物力學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，由于腰骶角及腰椎矢狀曲線的特點(diǎn)，下腰椎特別是L5S1節(jié)段承受的平行于椎間隙方向的剪切分力較上位椎間隙大，使得小關(guān)節(jié)承受更大的剪切應(yīng)力，需要小關(guān)節(jié)方向更加趨于冠狀面。Wang等[10]研究發(fā)現(xiàn)小關(guān)節(jié)方向總體趨勢(shì)的不規(guī)則改變可能和青少年腰椎間盤突出有關(guān)，該研究推測(cè)下腰椎小關(guān)節(jié)總體方向的異?？赡軐?dǎo)致腰椎矢狀運(yùn)動(dòng)曲線的改變，產(chǎn)生不協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，引起相應(yīng)節(jié)段應(yīng)力異常增加，從而導(dǎo)致腰椎間盤退變及突出的發(fā)生。本組小關(guān)節(jié)不對(duì)稱發(fā)生率為15.38%（36/234），和其他研究結(jié)果類似[11]。小關(guān)節(jié)不對(duì)稱時(shí)，一側(cè)小關(guān)節(jié)方向較對(duì)側(cè)更偏向矢狀化，角度更大的一側(cè)更趨于冠狀化。雖然小關(guān)節(jié)不對(duì)稱常見，但本研究發(fā)現(xiàn)同一節(jié)段左、右小關(guān)節(jié)角度均值相比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明在本組青年男性官兵人群中，左、右兩側(cè)小關(guān)節(jié)矢狀化的發(fā)生幾率可能無(wú)明顯差異。不同節(jié)段兩側(cè)小關(guān)節(jié)角度差的絕對(duì)值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示不同節(jié)段的小關(guān)節(jié)不對(duì)稱性程度近似。

小關(guān)節(jié)和椎間盤組成的三關(guān)節(jié)復(fù)合體在腰椎節(jié)段運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生重要穩(wěn)定性作用。小關(guān)節(jié)傳導(dǎo)約16%的脊柱壓力負(fù)荷[12]，同時(shí)對(duì)抗旋轉(zhuǎn)及剪切應(yīng)力，保護(hù)椎間盤對(duì)抗減少應(yīng)力損傷。研究認(rèn)為小關(guān)節(jié)方向改變，可能會(huì)導(dǎo)致腰椎生物力學(xué)特征發(fā)生變化，從而導(dǎo)致腰椎退變性疾病的發(fā)生。Adams和Hutton[13]研究認(rèn)為小關(guān)節(jié)不對(duì)稱存在時(shí)，脊柱功能單元在進(jìn)行矢狀面屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于更加冠狀化的一側(cè)小關(guān)節(jié)較對(duì)側(cè)能夠抵抗更多來(lái)自前后方向上的位移，使得上下位椎體發(fā)生自發(fā)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這種屈伸合并自發(fā)旋轉(zhuǎn)的組合運(yùn)動(dòng)形式被認(rèn)為可以使旋轉(zhuǎn)方向?qū)?cè)纖維環(huán)產(chǎn)生過度的剪切應(yīng)力，從而導(dǎo)致纖維環(huán)的損傷及可能進(jìn)一步導(dǎo)致椎間盤突出發(fā)生。Schleich等[5]應(yīng)用黏多糖化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像（gagCEST）半定量分析了小關(guān)節(jié)方向、小關(guān)節(jié)不對(duì)稱與椎間盤退變的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱及小關(guān)節(jié)方向大于45°（該研究以小關(guān)節(jié)端點(diǎn)連線與冠狀面的夾角作為小關(guān)節(jié)角）與椎間盤內(nèi)糖胺聚糖GAG含量顯著性減少有關(guān)，提示小關(guān)節(jié)不對(duì)稱及小關(guān)節(jié)的矢狀化可能是椎間盤退變的危險(xiǎn)因素。Kim等[14]在腰椎生物力學(xué)有限元分析研究中發(fā)現(xiàn)，小關(guān)節(jié)方向改變不增加椎間盤內(nèi)壓力，同時(shí)對(duì)小關(guān)節(jié)內(nèi)的應(yīng)力也無(wú)明顯影響，但小關(guān)節(jié)矢狀化增加椎間隙前方剪切應(yīng)力，使椎體更容易向前滑脫。因此從生物力學(xué)角度分析，小關(guān)節(jié)方向可能對(duì)椎間盤的退變無(wú)顯著影響，但矢狀化更容易導(dǎo)致腰椎滑脫發(fā)生，和Kim等[14]研究結(jié)論一致，本研究發(fā)現(xiàn)，L3～S1各節(jié)段腰椎間盤不同退變分級(jí)組間的FJA比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示小關(guān)節(jié)角度和腰椎間盤退變無(wú)顯著關(guān)系。Kim等[14]研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，小關(guān)節(jié)不對(duì)稱可顯著增加椎間盤內(nèi)壓力，同時(shí)增加小關(guān)節(jié)內(nèi)應(yīng)力和椎間隙前方的剪切力，因此認(rèn)為小關(guān)節(jié)不對(duì)稱可能是導(dǎo)致腰椎退變的危險(xiǎn)因素。但也有研究發(fā)現(xiàn)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱和腰椎間盤退變無(wú)顯著關(guān)系，Boden等[15]研究發(fā)現(xiàn)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱程度增加和腰椎間盤退變程度無(wú)相關(guān)性，段文等[16]以7°作為小關(guān)節(jié)不對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)312例下腰痛患者的小關(guān)節(jié)影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小關(guān)節(jié)不對(duì)稱和腰椎間盤退變的Pfirrmann分級(jí)程度無(wú)關(guān)。本研究中小關(guān)節(jié)不對(duì)稱和小關(guān)節(jié)對(duì)稱組的腰椎間盤退變分級(jí)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示小關(guān)節(jié)不對(duì)稱可能和青年男性官兵腰椎間盤的退變無(wú)明顯相關(guān)系。本研究推測(cè)可能原因是本組青年男性官兵的椎間盤退變程度總體不高，無(wú)Ⅴ級(jí)退變椎間盤，Ⅳ級(jí)退變椎間盤占比僅為12.82%（30/234），且本研究采用了10°作為小關(guān)節(jié)不對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)，使得小關(guān)節(jié)不對(duì)稱檢出率相對(duì)較低，因此需要納入年齡范圍及樣本量更大的人群，進(jìn)一步研究?jī)烧咧g的關(guān)系。

椎間盤突出被認(rèn)為是椎間盤退變的主要發(fā)展結(jié)局，椎間盤突出時(shí)椎間盤均有不同程度的高級(jí)別退變。本研究發(fā)現(xiàn)椎間盤突出和非突出組比較，小關(guān)節(jié)不對(duì)稱的發(fā)生率明顯增加，分椎間隙統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2組L5S1椎間隙小關(guān)節(jié)不對(duì)稱差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。最早定義小關(guān)節(jié)不對(duì)稱為一側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)較對(duì)側(cè)更為矢狀化，但很多研究小關(guān)節(jié)不對(duì)稱具體界定的標(biāo)準(zhǔn)不同，本研究以10°作為小關(guān)節(jié)不對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)，和近期較多研究采用標(biāo)準(zhǔn)一致，任東成等[9]也認(rèn)為以5°以下作為標(biāo)準(zhǔn)可能導(dǎo)致測(cè)量誤差，而大于10°時(shí)，小關(guān)節(jié)不對(duì)稱可能急劇減少，也不能很好反應(yīng)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱的真實(shí)情況。以10°為小關(guān)節(jié)不對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)，馮曉峰等[17]研究也發(fā)現(xiàn)腰椎間盤突出時(shí)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱的發(fā)生率更高，任東成等[9]對(duì)青少年腰椎間盤突出患者的下腰椎小關(guān)節(jié)不對(duì)稱情況分析也得出相同結(jié)論。同樣以10°為標(biāo)準(zhǔn)，Chadha等[18]針對(duì)L4-5、L5S1單節(jié)段椎間盤突出和小關(guān)節(jié)不對(duì)稱的影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，椎間盤突出組小關(guān)節(jié)不對(duì)稱發(fā)生率顯著增加，且僅L5S1椎間盤突出組小關(guān)節(jié)不對(duì)稱有顯著性差異，鄒兆華等[19]研究也得出相同結(jié)果，Liu等[4]的研究同樣發(fā)現(xiàn)L5S1椎間盤突出時(shí)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱發(fā)生率顯著升高，本研究結(jié)論和上述研究相吻合。以5°作為小關(guān)節(jié)不對(duì)稱的標(biāo)準(zhǔn)，Zhou等[20]對(duì)青年腰椎間盤突出患者進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱和腰椎間盤突出無(wú)明顯相關(guān)性，但該研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)上腰椎更加冠狀化的小關(guān)節(jié)方向和LDH有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)LDH組FJA的均值相對(duì)較大，其中L5S1節(jié)段差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即該節(jié)段突出時(shí)小關(guān)節(jié)方向更趨于冠狀化改變。本研究推測(cè)導(dǎo)致出現(xiàn)上述結(jié)果的可能原因是L5S1節(jié)段承受了較大的剪切及軸向應(yīng)力，椎間盤突出增加了該節(jié)段的力學(xué)不穩(wěn)定因素，小關(guān)節(jié)方向重塑后更趨于冠狀化改變，從而扼制不穩(wěn)定因素的進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)Adams和Hutton[13]研究關(guān)于小關(guān)節(jié)不對(duì)稱的椎間盤損傷觀點(diǎn)，L5S1小關(guān)節(jié)不對(duì)稱更容易使椎間盤退變加速，可能是該節(jié)段存在LDH時(shí)FH發(fā)生率更高的原因，但何者是使動(dòng)因素，尚需要進(jìn)一步研究明確。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)本組青年男性官兵的腰椎小關(guān)節(jié)自L3～S1逐漸增大，逐漸趨向冠狀化。小關(guān)節(jié)方向、小關(guān)節(jié)不對(duì)稱和腰椎間盤退變分級(jí)之間無(wú)顯著性關(guān)系。L5S1椎間盤突出時(shí)，小關(guān)節(jié)方向更趨于冠狀化，同時(shí)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱的發(fā)生率增加。小關(guān)節(jié)不對(duì)稱與椎間盤退變、椎間盤突出的相關(guān)性研究結(jié)論存在爭(zhēng)議，可能原因是每個(gè)研究對(duì)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱的定義標(biāo)準(zhǔn)不同，從雙側(cè)小關(guān)節(jié)角度差值1°到15°均有，也有研究直接應(yīng)用兩側(cè)小關(guān)節(jié)角度差作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，或者對(duì)小關(guān)節(jié)不對(duì)稱進(jìn)行嚴(yán)重程度分級(jí)。此外研究所采用的對(duì)照也不相同，一部分研究使用鄰近正常節(jié)段作為對(duì)照，一些研究采用小關(guān)節(jié)對(duì)稱的腰痛人群，部分采用無(wú)下腰疼的正常人群，上述原因都可能造成研究結(jié)論的差異。由于關(guān)節(jié)突的端點(diǎn)在MRI無(wú)法良好確定，因此在MRI進(jìn)行小關(guān)節(jié)角度的測(cè)量可能準(zhǔn)確性不高。本研究和大多數(shù)研究一致，在CT成像上進(jìn)行小關(guān)節(jié)角度的測(cè)量，同時(shí)在MRI上進(jìn)行腰椎間盤退變的評(píng)價(jià)，所以納入患者均同時(shí)進(jìn)行了腰椎CT和MRI檢查，但由于本研究為回顧性研究，加上部隊(duì)青年官兵男性多的人群特點(diǎn)，最終僅男性患者納入了本研究。在設(shè)計(jì)上雖然規(guī)避了性別間的可能差異，但本研究?jī)H能反映男性青年官兵的腰椎小關(guān)節(jié)方向特點(diǎn)，以及小關(guān)節(jié)角度與椎間盤退變的關(guān)系。因此需要開展更大樣本數(shù)量，以及性別和年齡等基線資料一致的前瞻性研究。