青少年L5/S1峽部裂性腰椎滑脫患者脊柱-骨盆矢狀面形態(tài)分析

徐 政，劉 藝

1.徐州醫(yī)科大學(xué)研究生院，江蘇 221000

2.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬連云港醫(yī)院骨科，江蘇 222000

峽部裂性腰椎滑脫是指腰椎椎弓上下關(guān)節(jié)突之間的峽部發(fā)生斷裂后形成的椎體滑移［1］，臨床上一般將患者年齡＜ 20歲者定義為青少年峽部裂性腰椎滑脫（ALIS）［2］，其發(fā)生率為4.4% ～ 6.0%，常發(fā)生在L5/S1節(jié)段，且多為雙側(cè)。既往研究表明，ALIS是引起青少年頑固性下腰痛的常見病因［3］。多數(shù)ALIS患者并無癥狀，一般無需特殊處理；但對于伴有頑固性下腰痛、經(jīng)非手術(shù)治療無效或滑脫有明顯進(jìn)展趨勢的患者，常需手術(shù)干預(yù)［4］。近年來，脊柱-骨盆矢狀面形態(tài)在腰椎滑脫發(fā)生和發(fā)展中的重要作用引起了眾多學(xué)者的關(guān)注。盡管脊柱-骨盆矢狀面形態(tài)在腰椎滑脫發(fā)生發(fā)展中的作用已被廣泛認(rèn)知［4-7］，但在青少年滑脫中的研究較少。與成人不同，青少年正處于快速生長期，骨骼發(fā)育尚未成熟，峽部崩裂時不穩(wěn)的腰骶部可致滑脫迅速進(jìn)展，嚴(yán)重影響患者的健康發(fā)育。杜長志等［8］對13例青少年發(fā)育不良性滑脫患者進(jìn)行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)其矢狀面形態(tài)異常，呈現(xiàn)出軀干顯著前傾、骶骨后凸畸形等特點。目前ALIS患者的脊柱-骨盆矢狀面形態(tài)特點仍不清楚。本研究回顧性分析29例ALIS患者的臨床及影像學(xué)資料，分析其脊柱-骨盆矢狀面形態(tài)特點，進(jìn)一步探討ALIS的發(fā)生機(jī)制。

1　資料與方法

1.1　一般資料

回顧性分析2009年10月—2017年1月在本院就診的ALIS患者的病例資料。所有患者均通過病史詢問、體格檢查及影像學(xué)檢查等獲得明確診斷。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡＜ 20歲；②符合Marehetti等［9］診斷標(biāo)準(zhǔn)，存在側(cè)位X線片所示棘突呈階梯狀分布征、椎弓根峽部斷裂征或“上下關(guān)節(jié)突相吻”征等；③L5/S1滑脫。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并腰椎畸形、腰椎骶化、骶椎腰化或脊柱側(cè)后凸畸形等；②合并腰椎創(chuàng)傷、腫瘤、炎癥、結(jié)核或代謝性骨病等；③≥2個節(jié)段的腰椎滑脫；④既往有腰椎手術(shù)及支具治療史。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)共納入患者29例，其中男12例，女17例；年齡9 ～ 20（15.9±3.7）歲。7例僅表現(xiàn)為腰痛，8例僅表現(xiàn)為下肢痛，12例為腰痛伴下肢痛，2例為腰痛伴下肢感覺減退。體格檢查發(fā)現(xiàn)9例患者表現(xiàn)出程度不等的姿勢異常，6例軀干前傾，3例直立位下肢屈髖屈膝。選取來自脊柱體檢門診的30例正常青少年作為對照組，其中男17例，女13例，年齡9 ～ 19（14.5±2.6）歲。兩組患者年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

1.2　影像學(xué)測量及觀察指標(biāo)

滑脫組及對照組均拍攝站立位全脊柱正側(cè)位X線片，使用Surgimap Spine軟件（Version：1.1.2.293，NemarisInc，New York）測量，脊柱-骨盆矢狀位各參數(shù)見圖1。

滑脫相關(guān)參數(shù)［10-11］：滑脫角（SA），L5下終板與S1上終板間的夾角?；摼嚯x（SD），L5下終板后端與S1上終板后緣間的垂直距離。滑脫率（SP，%）=SD/S1椎體上終板長度×100%。

骨盆矢狀面參數(shù)［12］：骨盆入射角（PI），經(jīng)S1上終板中點做1條垂直于終板的直線，再經(jīng)S1上終板的中心和股骨頭中心做1條直線，2條直線間的夾角。骨盆傾斜角（PT），經(jīng)過S1上終板中點和兩側(cè)股骨頭中心連線中點的直線與鉛垂線間的夾角。骶骨傾斜角（SS），S1上終板與水平線間的夾角。骨盆矢狀面厚度（SPT），雙側(cè)股骨頭中心連線的中點與S1上終板中點間的水平距離。L5入射角（L5I），L5上終板中點與雙側(cè)股骨頭中心點的連線與 L5上終板垂線間的夾角。

脊柱矢狀面參數(shù)［13-14］：腰椎前凸角（LL），L1上終板和S1上終板間的夾角。胸椎后凸角（TK），T4上終板與T12下終板間的夾角。脊柱矢狀位平衡（SVA），經(jīng)C7椎體中心所作的鉛垂線與S1后上緣間的水平距離，鉛垂線位于S1后上緣前方為正值，反之為負(fù)值。

骶骨矢狀面形態(tài)參數(shù)［15-16］：骶骨平臺角（STA），S1上終板切線與骶骨后緣切線間的夾角。S1指數(shù)，S1上終板最大前后徑與S1下終板最大前后徑的比值。腰骶角（LSA），L5上終板切線與骶骨后緣切線間的夾角。

圖1　脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)的測量Fig. 1 Measurement of spinopelvic sagittal parameters

1.3　Meyerding滑脫分度標(biāo)準(zhǔn)［17］

椎體向前滑動不超過椎體中部矢狀徑的1/4為Ⅰ度。超過椎體中部矢狀徑的1/4，但不超過1/2為Ⅱ度。超過椎體中部矢狀徑的1/2，但不超過3/4為Ⅲ度。超過椎體中部矢狀徑的3/4為Ⅳ度。

1.4　統(tǒng)計學(xué)處理

所有參數(shù)均由同一位脊柱外科醫(yī)師分2次測量，取其平均數(shù)。使用SPSS 23.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，所有參數(shù)以x±s表示。以SP的中位數(shù)為界限，將滑脫組分為低滑脫和高滑脫亞組。采用獨立樣本t檢驗比較滑脫組與對照組、低滑脫與高滑脫亞組間的差異，同時對各參數(shù)與SP的關(guān)系行Pearson相關(guān)性分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)　果

2.1　滑脫組與對照組各參數(shù)的比較

滑脫組SA為-21.0° ～ 11.9°（-4.5°±9.6°），SD為2.6 ～ 16.8（7.1±3.6）mm，SP為9%～ 66%［（22.2±11.1）%］。其中MeyerdingⅠ度15例，Ⅱ度12例，Ⅱ2例。滑脫組與對照組各參數(shù)的比較見表1?；摻M的PI、PT、SS、SPT、LL、SVA和L5I均大于對照組，LSA、STA和S1指數(shù)均小于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。2組TK差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表1　滑脫組與對照組脊柱-骨盆矢狀面參數(shù)比較Tab. 1 Comparison of spinopelvic sagittal parameters between spondylolisthesis and control groups

2.2　低滑脫和高滑脫亞組各參數(shù)的比較

低滑脫（SP≤17%）與高滑脫（SP ＞ 17%）亞組各參數(shù)比較見表2。低滑脫亞組14例，年齡9 ～ 20（16.1±3.5）歲，SP為9% ～ 17%［（12.8±3.0）%］；高滑脫亞組15例，年齡10 ～ 20（15.6±4.0）歲，SP為18% ～ 66%［（30.8±8.3）%］。高滑脫亞組的SA、TK、LSA、STA及S1指數(shù)均顯著小于低滑脫亞組，PI、PT、SS、SPT、L5I和SVA均大于低滑脫亞組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；2個亞組的LL差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。影像學(xué)表現(xiàn)見圖2。

表2　高滑脫亞組與低滑脫亞組脊柱-骨盆矢狀面參數(shù)比較Tab. 2 Comparison of spinopelvic sagittal parameters between high and low grade spondylolisthesis

圖2　典型病例影像學(xué)表現(xiàn)Fig. 2 Imaging findings of typical cases

2.3　各參數(shù)與SP的相關(guān)性

Pearson相關(guān)性分析（圖3）表明，PI（r=0.650）、PT（r=0.601）、SPT（r=0.586）、L5I（r=0.743）、LL（r=0.513）與SP呈正相關(guān)；TK（r=-0.443）、LSA（r=-0.512）、STA（r=-0.917）及S1指數(shù)（r=-0.932）與SP呈負(fù)相關(guān)；而SS（r=0.298）、SVA（r=-0.052）與SP無明顯相關(guān)性。

3　討　論

正常情況下，機(jī)體姿勢的穩(wěn)定維持是脊柱、骨盆和下肢相互平衡的結(jié)果，而峽部裂性腰椎滑脫引起的腰椎不穩(wěn)恰恰打破了這種平衡，使身體相應(yīng)出現(xiàn)代償性姿勢變化，至今，關(guān)于峽部裂性腰椎滑脫發(fā)生機(jī)制的研究仍存在爭議。既往研究認(rèn)為，椎間盤退行性變、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)形態(tài)變異或生物力學(xué)改變等都與峽部裂性腰椎滑脫密切相關(guān)［18-20］。從解剖結(jié)構(gòu)分析，峽部裂性腰椎滑脫患者的L5背內(nèi)側(cè)皮質(zhì)骨菲薄，且峽部大多為新月形柱，伴明顯外展，如應(yīng)力增加，極易造成斷裂［21］。屈國林等［22］提出成人隱性峽部裂的概念，即發(fā)育成椎弓根和上關(guān)節(jié)突的骨化中心與發(fā)育成下關(guān)節(jié)突及棘突的骨化中心不融合；這種異常形態(tài)使腰椎峽部更容易發(fā)生骨折。青少年骨骼肌肉尚未發(fā)育成熟，患者峽部結(jié)構(gòu)一旦中斷，周圍骨性結(jié)構(gòu)和軟組織維系力較弱，病變往往進(jìn)展迅速，嚴(yán)重影響青少年的身心健康。迄今為止，關(guān)于ALIS發(fā)生機(jī)制的研究極少，故本研究擬通過影像學(xué)資料的回顧分析，探究其發(fā)生機(jī)制，為患者早期接受手術(shù)干預(yù)提供理論依據(jù)。

圖3　各因素與SP的相關(guān)性Fig. 3 Correlation of various factors with SP

脊柱-骨盆矢狀面形態(tài)在腰椎滑脫發(fā)生和發(fā)展中具有重要作用。杜長志等［8］認(rèn)為，骶骨形態(tài)異常是青少年發(fā)育不良性滑脫的重要因素之一。Whitesides等［23］也發(fā)現(xiàn)發(fā)育不良性滑脫患者STA較正常人顯著降低，且認(rèn)為其評估滑脫程度的可靠性高于PI。STA、S1指數(shù)常被用于評估骶骨形態(tài)，且與骶骨發(fā)育程度呈正相關(guān)，正常人出生后其數(shù)值將不隨年齡而改變［24-25］。本研究發(fā)現(xiàn)，ALIS患者的STA、S1指數(shù)等均低于正常青少年，且高滑脫亞組低于低滑脫亞組；表明ALIS患者很可能存在腰骶部發(fā)育不良。當(dāng)STA較小時，骶骨平臺往前下方傾斜，在S1上終板表面形成向前下方增大的剪切力，使作用在峽部的應(yīng)力隨之增加，加重了其應(yīng)力疲勞骨折的風(fēng)險，進(jìn)一步可造成峽部裂性滑脫。同時，S1指數(shù)越小，S1上終板面積也越小，以致其不能穩(wěn)定承受上方軀干重力，任何創(chuàng)傷和應(yīng)力均可加劇滑脫的發(fā)生和發(fā)展。Oh等［26］肯定了LSA在評估腰骶后凸程度中的重要性，認(rèn)為LSA減小使腰骶后凸增加，且加劇了L5/S1椎間盤退行性變。何守玉等［6］也認(rèn)為，正常L5/S1椎間盤是防止L5向前滑移的主要因素。本研究中滑脫組LSA明顯小于對照組，高滑脫組顯著低于低滑脫組，提示ALIS患者可能存在先天腰骶后凸畸形改變，L5/S1椎間盤發(fā)生退行性變，造成椎間不穩(wěn)，椎間盤對L5滑脫的限制性作用減弱，使滑脫可能性上升，且后凸畸形越明顯，滑脫程度越大。本研究還發(fā)現(xiàn)，SP與S1指數(shù)、STA及LSA呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)性，據(jù)此推測，ALIS可能是在先天骶骨發(fā)育不良及腰骶部后凸畸形的基礎(chǔ)上，后天長期的應(yīng)力疲勞骨折后形成并發(fā)展的。

PI可穩(wěn)定真實地反映骨盆形態(tài)，不受姿勢的影響。正常人成年后PI一般保持恒定，但青少年因其骨骼正處于生長發(fā)育高峰期，PI隨年齡增長而增加，腰骶局部剪切力也不穩(wěn)定增長［24］。SS則間接反映了腰椎在骶骨斜面上向前滑動的趨勢，即SS越大，骨盆前傾越明顯，滑脫越容易發(fā)生［5］。本研究發(fā)現(xiàn)，滑脫組的PI、SS均明顯大于對照組，且高滑脫亞組高于低滑脫亞組，同時SP與PI呈正相關(guān)，表明ALIS的發(fā)生發(fā)展可能與高PI密切相關(guān)。該結(jié)果與Jimbo等［27］的長期隨訪結(jié)果一致；但SP與SS無明顯相關(guān)性，分析可能原因為SS增大導(dǎo)致骨盆代償機(jī)制的發(fā)生，使骨盆后旋，SS減小，此時SS與SP并不存在簡單的線性相關(guān)。目前關(guān)于ALIS患者的高PI是原發(fā)性改變還是繼發(fā)于腰椎滑脫仍存在很大爭議。為了更好地評估腰椎滑脫的程度對脊柱-骨盆矢狀面形態(tài)的影響，Labella等［28］提出了L5I的概念，其認(rèn)為成年腰椎滑脫患者的L5I大于正常人，且與腰椎滑脫程度呈正相關(guān)［29］。本研究中ALIS患者的L5I的變化結(jié)果與之相符，即滑脫組L5I增大明顯，高滑脫亞組L5I顯著高于低滑脫亞組，且SP與L5I呈明顯正相關(guān)。本研究組認(rèn)為，L5I是腰椎滑脫的繼發(fā)改變：當(dāng)青少年發(fā)生L5/S1滑脫時，L5椎體向前滑移越大，L5椎體向前下方傾斜越明顯，L5/S1椎間盤前緣塌陷，L5I隨之增大；同時，L5/S1椎間隙變窄，也使LSA減小，進(jìn)一步促進(jìn)滑脫。因此，L5I可作為手術(shù)恢復(fù)椎間高度的重要指標(biāo)，也是糾正滑脫程度的可靠參照。

當(dāng)發(fā)生L5/S1峽部裂性滑脫時，脊柱-骨盆正常平衡關(guān)系被打破，不可避免地會出現(xiàn)適應(yīng)性變化，引起一系列脊柱-骨盆代償機(jī)制。本研究結(jié)果顯示，滑脫組的LL、PT、SPT和SVA值均增大，且LL、PT、SPT與SP呈顯著正相關(guān)。該結(jié)果與Stagnara等［30］和Mac-Thiong等［31］的研究結(jié)果一致。在青少年發(fā)育過程中，SS通常隨著PI增大，骨盆逐漸發(fā)生前傾，一旦出現(xiàn)失衡，可能造成椎體滑脫、軀干重心前移或SVA增大等改變；這時，軀體為了代償這種異常形態(tài)，鄰近節(jié)段會代償性過伸，即LL進(jìn)行性增大。對ALIS患者而言，由于峽部剪切力通常較大，往往需更大的LL來代償［33］，當(dāng)LL達(dá)到代償極限時，TK相應(yīng)減小，也加入此代償機(jī)制［34］。本研究結(jié)果顯示，高滑脫亞組TK顯著小于低滑脫亞組，且SP與TK呈顯著負(fù)相關(guān)，表明TK的減小能很好地預(yù)測滑脫程度及脊柱代償極限；但滑脫組TK與正常組無明顯差異，可能是入組樣本數(shù)量的限制或測量所致誤差造成。另一方面，當(dāng)脊柱代償機(jī)制不能滿足脊柱矢狀面平衡時，骨盆代償機(jī)制就會出現(xiàn)，如臀伸肌牽拉骨盆，圍繞股骨頭中心后傾旋轉(zhuǎn)，PT增大，同時髖關(guān)節(jié)過伸，股骨頭位于骶骨平臺前方，SPT增大，使軀干后移，此時SVA減小，這也是SVA與SP不存在穩(wěn)定的線性相關(guān)的原因。更加嚴(yán)重時甚至?xí)鹣轮鷥敚缦リP(guān)節(jié)屈曲。膝關(guān)節(jié)屈曲是矢狀面平衡的最后代償機(jī)制，且其屈曲角度與LL丟失程度呈正相關(guān)［34］。因此，當(dāng)患者呈現(xiàn)屈髖屈膝等異常姿勢時，意味著軀體失平衡已不可避免，此時應(yīng)盡早行手術(shù)干預(yù)。

綜上所述，腰骶部先天發(fā)育不良可能是青少年L5/S1峽部裂性腰椎滑脫發(fā)生的始動因素。受滑脫程度影響，其脊柱-骨盆矢狀面形態(tài)顯著異常，表現(xiàn)出腰椎前凸增大，軀干前傾，同時骨盆后旋，屈髖屈膝等異常代償姿勢。對于此類滑脫，應(yīng)嚴(yán)密觀察，如有明顯的矢狀面失平衡或出現(xiàn)髖膝關(guān)節(jié)的屈曲畸形，應(yīng)盡早行手術(shù)干預(yù)。本研究的局限性在于病例資料相對較少，更深層次的研究仍有待于病例資料的進(jìn)一步積累和分析總結(jié)。