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编号:10216114
下腰椎小关节的方向性与椎间盘突出和侧隐窝狭窄的关系
http://www.100md.com 《中华外科杂志》 1998年第3期
     作者:于红 侯树勋 吴闻文 周宝康

    单位:100037 北京,解放军第三○四医院骨科(于红、侯树勋、吴闻文),放射科(周宝康)

    关键词:腰椎;骶髂关节;椎间盘移位;侧隐窝狭窄

    中华外科杂志/980317

    【摘要】 目的 探讨下腰椎小关节的方向性在椎间盘突出的发生和侧隐窝狭窄的形成中的作用和影响。 方法 通过腰椎CT片对下腰椎小关节角度进行测量,并分析、研究小关节的对称性、方向性与椎间盘突出和侧隐窝狭窄的关系。共观察136例患者386个下腰椎间隙的CT影像,采用横切关节面角度(TIFA)测量法,测量了772个下腰椎小关节角度。 结果 (1)下腰椎椎间盘突出与小关节对称性无关;(2)在L4~S1小关节不对称的间隙中,椎间盘易突向矢状小关节侧;(3)小关节角度小于20度易发生退行性侧隐窝狭窄症;(4)该组测量的国人下腰椎小关节角度明显小于西方学者测量的欧洲人的角度。 结论 (1)下腰椎高发椎间盘突出症为特殊体位导致的应力集中所致,与椎间小关节方向性无关;(2)在L4~S1椎间隙中,如果椎小关节角度不对称将影响椎间盘突出的方向;(3)下腰椎小关节角度太小易导致退行性侧隐窝狭窄的发生。
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    The relationship of facet orientation to intervertebral disc protrusion and lateral recess stenosis in lower lumbar spine Yu Hong,Hou Shuxun,Wu Wenwen,et al. Department of Orthopaedics,304th Hospital of People′s Liberation Army,Beijing 100037.

    【Abstract】 Objective To investigat the relationship of facet orienation to intervertebral disc protrusion and lateral recess stenosis in lower lumbar spine. Method The relationship between facet geometry (joint angle and tropism) and disc protrusion,lateral recess stenosis was investigated with computer tomography (CT) at the vertebral levels L3~4, L4~5,and L5~S1. 772 facet joint angles (386 lower lumbar levels of 136 patients) were measured on coronal CT scans by transverse interfacet-joint angle (TIFA). Result There was no statistically significant relationship between facet joint asymmetry and disc protrusion (P>0.05).Disc protrusion occurred more frequently on side of sagittally oriented facet joint than coronal side (P<0.01).The patients whose lumbar transverse interfacet-joint angle less than 20° easily suffered from degenerative lumbar lateral recess stenosis in the elderly. The TIFA in Asian less evident than in European may be the important cause for high incidence of lumbar lateral recess syndrome in Asia. Conclusion Stress on the lower lumbar spine leads to disc protrulion. No association is found between facet joint asymmetry and lumbar disc protrusion. The asymmetry of facet joint will influence the direction of intervertebral disc protrusion at level from L4~S1. The patient whose lower lumbar spine interfacet-joint angle may unlikely suffer from degenerative lumbar lateral recess stenosis.
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    【Key words】 Lumbar vertebrae Sacroiliac joint Intervertebral disk displacement Lateral recess stenosis

    在脊柱运动节段的三关节复合体中,关节突的作用是引导运动节段的活动,而椎间盘又是连接运动节段并参与影响其运动的重要结构。那么在腰椎间盘突出和侧隐窝狭窄好发部位的下腰椎,小关节的方向性对椎间盘突出和侧隐窝狭窄有什么影响呢?我们通过腰椎CT片对下腰椎小关节角度进行测量,研究小关节对称性和方向性与腰椎间盘突出和侧隐窝狭窄之间的关系,并分析其生物力学原理。

    资料与方法

    一、研究对象

    随机选择1992年12月至1993年3月期间在我院行下腰椎CT检查并符合以下条件者的CT片作为研究对象:(1)患者必须为成年人;(2)非肿瘤、结核、侧弯、滑脱病变者;(3)非腰椎骨折病变者;(4)未经过腰椎手术者。
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    本组共136例,其中男性87例,女性49例。年龄18~70岁,平均年龄42.21岁。共观察386个腰椎间隙的CT影像,测量772个小关节角度。

    二、测量方法

    腰椎间小关节角度测量采用目前国际上较为通用的横切关节面角度(transverse interfacet angle,TIFA)测量方法[1](图1)。

    鉴于椎间小关节不对称的标准目前不尽统一[2~4],本组规定两侧小关节角度相差5°以上即为该节段小关节不对称。

    本研究中对有椎间盘突出的间隙,无论CT扫描椎间盘病变的程度是膨出、突出还是脱出,均只记录间盘突出的方向。在小关节不对称的间隙中,椎间盘突出被记录为“向失状小关节侧突出”或“向冠状小关节侧突出”。最后统计分析椎间盘突出与小关节不对称性之间的关系。
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    图1 小关节角度测量示意图

    结果

    一、下腰椎各间隙小关节的平均角度

    本组测量的下腰椎各椎间水平的小关节角度如表1所示。结果显示,越接近尾端,小关节角度越大,即方向越偏向冠状,并且标准差越大。

    表1 下腰椎小关节角度 项 目

    测量关节数

    关节角度(±s)

    L3~4

    324
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    33.01±8.79

    L4~5

    272

    40.46±9.39

    L5~S1

    266

    45.56±9.97

    二、下腰椎不对称小关节

    下腰椎各层间隙中不对称小关节的发现率如表2所示。该结果显示椎间水平越低,不对称小关节发生率越高,但差异无显著性意义。

    三、下腰椎各层间隙中腰椎间盘突出与不对称小关节之间的关系(表3) 表2 下腰椎不对称小关节的发现率 项 目
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    例数

    不对称小关节例数

    发生率(%)

    L3~4

    117

    40

    34.19

    L4~5

    136

    50

    36.76

    L5~S1
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    133

    58

    43.61

    注:三组间相比,P>0.05 表3 下腰椎小关节不对称性与腰椎间盘突出之间的关系 项 目

    L3~4(n=117)

    L4~5(n=136)

    L5~S1(n=133)

    突出

    不突出

    突出

    不突出
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    突出

    不突出

    对称小关节

    6

    69

    34

    46

    35

    36

    不对称小关节

    2

    40

    28

, 百拇医药     28

    30

    32

    结果表明下腰椎小关节的对称性与椎间盘突出之间差异无显著性意义(P>0.05),即椎小关节不对称不是造成椎间盘突出的原因之一。

    四、在L4~5和L5~S1小关节不对称的间隙中椎间盘突出的方向性与小关节方向性之间的关系

    腰椎小关节不对称,从理论上讲可使脊柱两侧结构受力不同,对其劳损和退变过程产生影响,而且在腰椎活动过程中使髓核的运动方向受到影响。为了解小关节不对称对椎间盘突出的方向是否有影响,我们对L4~5和L5~S1小关节不对称并有椎间盘突出的病例进行了分析研究。其中L4~5和L5~S1椎间盘中央型突出和向矢状、冠状小关节侧突出者分别为5例、17例、4例和9例、15例、2例。经非参数统计学处理,结果显示:在L4~S1椎间隙中,如果椎小关节不对称并有椎间盘突出,那么椎间盘突向矢状小关节侧明显多于突向冠状小关节侧,并且其差异有极显著性意义(P<0.01)。
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    五、 下腰椎小关节方向性与侧隐窝狭窄之间的关系

    在我们测量下腰椎小关节角度时,发现有些病例小关节角度很小,接近矢状位,个别病例角度为负值。在椎小关节角度小于20度的中老年患者中,可以看到上关节突前后缘明显横向增生,以代偿椎小关节冠状倾斜的不足,同时椎间盘均有明显而广泛的膨出或突出。在这种特殊类型的病理解剖基础上发生的退行性变,导致两侧侧隐窝极度狭窄,使椎管横截面形状表现为“牛角型”椎管〔5〕(图2~7)。年轻的患者虽然未发生小关节代偿性增生(图8,9),但随着年龄的增长,这种患者很可能发生退行性腰椎管狭窄症。当然,这种判断尚需长期随访和观察来证实。

    此外,我们在研究中发现,我们测量的中国人下腰椎小关节倾斜角与国外学者测量的欧美人小关节角相比明显偏小[1,3,4]
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    图2,3 男性,65岁.L5-S1间隙软组织窗影像显示双侧陷窝狭窄,椎管呈"牛角型".骨窗影像显示双侧小关节几乎呈矢状位(左侧12°,右侧11°),上关节突前、后缘横向增生

    图4,5 女性,40岁.L4-5间隙软组织窗影像显示双侧侧陷窝狭窄,椎管呈"牛角型".骨窗影像显示小关节角度较小(左侧30°,右侧15°),双侧上关节突前缘明显横向向椎管内横向增生(右侧上关节突前、后缘增生均较明显),致使双侧侧陷窝狭窄

    图6,7 男性,70岁.L4-5间隙软组织影像显示,椎间盘广泛膨出,致使双侧侧陷窝狭窄.骨窗影显示双侧小关节几乎呈矢状位(左侧9°,右侧10°),上关节突后缘横向增生,以弥补小关节面冠状分向量的先天不足

    图8,9 女性,31岁.软组织窗影像正常.骨窗影像显示双侧小关节几乎呈矢状位(左侧14°,右侧18°).推测此类年轻患者随着年龄的增长将发生退会性腰椎管狭窄症.
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    讨论

    在影响腰椎间盘退变的各种因素中,作为影响和决定腰椎运动方向的椎间小关节,被认为是重要的原因之一。近年来许多研究结果显示,下腰椎小关节不对称与椎间盘突出及其退片变无关[2~4]。尽管观点、结论各不相同,存在争议,但椎小关节的形态与方向对腰椎和髓核运动的影响及其具有的极为重要的生物力学作用已成为共识。同其他国外学者研究结果一样,本研究也未发现小关节不对称发生率与腰椎间盘突出发生率之间存在任何关系。显然,下腰椎高发椎间盘突出是应力集中所至,这是由脊柱特殊结构和人体特殊体位所决定的,与小关节的方向性无关。但是在我们的研究中发现腰椎小关节不对称可以影响椎间盘突出的方向,并且特殊形态的小关节可导致退行性侧隐窝狭窄的发生。在临床实践中我们发现,只要在椎小关节不对称的间隙中有椎间盘突出,则椎间盘大多数是从矢状小关节侧突出。极外侧椎间盘突出患者,均有突出层面椎小关节明显的不对称,并且椎间盘都从矢状小关节侧突出。

    1.腰椎小关节不对称对椎间盘突出方向的影响:腰椎小关节特有的定向使得腰椎可以完成较大范围的屈伸活动(约50°~60°)。在腰椎屈曲时,相邻两个椎体的上位椎体相对于下位椎体在横截面上做水平的前滑;同时在横轴上做向前的旋转活动。这种复合运动使得椎体后方的纤维环受到牵拉,推挤前方的髓核。如果椎体后方两侧的小关节倾斜角度相同,则椎体将会在矢状面上移动,同时椎体后方两侧的纤维环、关节囊、韧带、肌肉所受到的牵拉力相同。若两侧关节突倾斜角度不等,则将发生另一种复杂的运动及受力情况。由于在腰椎屈曲时,矢状的小关节比冠状小关节更易使椎体产生向前的滑动,同时也易使相邻椎体在横轴上发生旋转运动。可以认为,如果在一个两侧小关节倾斜角不等的运动节段,当腰椎屈曲时,椎体靠矢状小关节侧较靠冠状小关节侧更易发生向前的滑动和旋转。由于椎体两侧运动不同,所受阻力不等,使上位椎体运动时偏离了原来在矢状面上行走的运动轨迹,靠矢状小关节一侧的纤维环受到更大的牵拉。随着在生活中循环往复不断地使用腰椎屈曲后凸的体位,最终使矢状侧的纤维环先发生劳损、断裂、松弛,以至髓核从该侧突出。
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    2.腰椎小关节的方向性对发生退行性侧隐窝狭窄的影响:如前所述,脊柱节段的活动幅度,取决于椎间关节突的定向。我们把腰椎关节突倾斜的关节面分解成矢状和冠状两个分向量(图10)。

    足够的冠状分向量Fx使腰椎在屈曲时可以起到阻止下关节突前滑的作用,即防止上位椎体的过度前滑。当Fx太小或消失(如图7),则阻止椎体前滑的因素消失。此时如果人体做腰椎屈曲后凸的动作,则导致相邻两椎体间产生大幅度的前滑和前旋,同时后方纤维环、关节囊、韧带和肌肉均受到这种失稳运动造成的过度牵拉。由于使腰椎屈曲后凸的弯腰、蹲坐是人们日常生

    活中最常见的动作、体位,所以随着年龄的增长,矢状小关节面造成的节段不稳及过度活动,必将导致上关节突的前、后缘广泛横向的代偿性增生,以弥补冠状向量上的先天不足,试图达到稳定节段、阻止前滑的目的。同时椎间失稳及过度活动造成后方纤维环受到反复的牵拉,最终导致纤维环劳损、松弛,椎间盘广泛的膨出。这种上关节突前缘横向增生及椎间盘广泛膨出的病理改变,必然造成双侧侧隐窝退行性狭窄(图2~4)。
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    F:关节面 Fy:矢状分向量 Fx:冠状分向量

    图10 关节面分解示意图

    我们在研究中发现,中国人下腰椎小关节倾斜角比欧洲人的倾斜角明显偏小。这种结构上显著的差异是否与某些腰部疾患在不同的人种中的发病率不同有关,尚需进一步的研究。

    (本文图2~9见插页图第31页)

    参 考 文 献

    1 Van Schaik J, Verbiest H, Van Schaik F.The orientation of laminae and facet joint in the lower lumbar spine. Spine,1985,10:59-63.

    2Hagg O, Wallner A.Facet joint asymmetry and protrusion of the intervertebral disc. Spine,1990,15:356-359.
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    3Noren R,Trafimow J.The role of facet joint tropism and facet angle in disc degeneration.Spine,1991,16:530-532.

    4Venharata H,Floyd T.The relationship of facet tropism to degenerative disc disease.Spine,1993,18:1000-1005.

    5侯树勋,吴闻文,商卫林,等.腰椎管侧隐窝分型及影响侧隐窝狭窄症诊断的几个因素(附120例CTM分析).CT理论与应用研究,1995,4:37-39., 百拇医药