L4∕5椎間隙影像測(cè)量與性別和年齡的相關(guān)分析△

黃培培，馬亞超，凃志鵬，解 放，姚 洲，王 哲，胡學(xué)昱，羅卓荊

（空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科，陜西西安710032）

腰椎融合技術(shù)越來越多的用于腰椎退行性疾病的治療。有研究表明，椎間融合術(shù)中腰椎前凸角和椎間高度的恢復(fù)有助于改善臨床療效，還可以對(duì)相鄰節(jié)段的退變（ASD）有顯著影響［1-4］?；謴?fù)椎間高度是衡量手術(shù)效果的有效指標(biāo)之一，對(duì)恢復(fù)腰椎前凸角有至關(guān)重要的作用［5］，而術(shù)中恢復(fù)椎間高度的標(biāo)準(zhǔn)，恢復(fù)到什么程度等都是依據(jù)術(shù)者經(jīng)驗(yàn)預(yù)估來操作，椎間融合器的置入標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)責(zé)任節(jié)段及其上下節(jié)段的高度來預(yù)估，由于目前暫缺我國(guó)大樣本影像學(xué)正常的椎間高度和椎間高度指數(shù)數(shù)據(jù)，無法做到依據(jù)正常的椎間高度和椎間高度指數(shù)來指導(dǎo)臨床治療。

椎間高度的測(cè)量方法很多，有前椎間隙高度直接測(cè)量法、椎間隙高度指數(shù)法、盤椎比值法等，由于椎間高度受不同人群、年齡、性別、身高、體重等影響較大，目前還沒有一種測(cè)量方法做到個(gè)性化。椎間高度指數(shù)=（前椎間隙高度+后椎間高度）∕（椎間隙上位椎體寬度+椎間隙下位椎體寬度），有研究表明椎間高度指數(shù)可以個(gè)體化的反應(yīng)椎間隙的體積［6］。L4∕5節(jié)段是腰椎退行性疾病的最常見節(jié)段，本研究的目的是測(cè)量影像學(xué)正常L4∕5節(jié)段的椎間高度及椎間高度指數(shù)，了解我國(guó)影像學(xué)正常L4∕5節(jié)段的椎間隙影像學(xué)參數(shù)分布特點(diǎn)，為臨床工作重建適合的椎間高度提供一定的數(shù)據(jù)支持。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡在20～75歲；（2）具備腰椎正側(cè)位 X 線片及腰椎 MRI；（3） L4∕5節(jié)段 MRI改良Pfirrmann分級(jí)小于或等于Ⅲ級(jí)［7］。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1） 既往 L4∕5手術(shù)病史及 L4∕5病變，包括骨折、腫瘤、畸形、感染等；（2）腰椎MRI示L4∕5節(jié)段改良Pfirrmann分級(jí)Ⅳ、Ⅴ級(jí)；（3） 不同意參加研究的患者。

1.2 研究對(duì)象

本研究通過本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，收集本院2013年1月～2014年6月在骨科門診及住院患者，全部具備腰椎正側(cè)位X線片、腰椎MRI。職業(yè)類型包括醫(yī)生、司機(jī)、律師、工人、教師等，年齡段為20～75歲，進(jìn)入篩查的病例數(shù)為478例，按照納入排除標(biāo)準(zhǔn)自愿入組，共269例納入本研究。

1.3 影像評(píng)估

所有入組測(cè)試者均行腰椎正側(cè)位X線片、腰椎MRI檢查。分別由兩名經(jīng)過培訓(xùn)的放射科醫(yī)師利用Surgimap（2.1.8）對(duì)L4∕5椎間隙進(jìn)行測(cè)量。椎間高度= （a+b）∕2，終板長(zhǎng)度=（c+d）∕2，椎間高度指數(shù)=（a+b）∕（c+d），如圖1。評(píng)估組間和組內(nèi)可靠性檢驗(yàn)采用組內(nèi)相關(guān)性分析（intraclass correlations,ICCs）。兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)生采用單盲法在2周內(nèi)分別評(píng)估和測(cè)量數(shù)據(jù)2次，由第三人進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

圖1 椎間隙高度指數(shù)=（a+b）∕（c+d） a:上下椎體前緣點(diǎn)連線之間的高度 b:上下椎體后緣點(diǎn)連線之間的高度 c:上位椎體下終板前后寬度 d:下位椎體上終板前后寬度

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 可靠性及一致性監(jiān)測(cè)

兩位測(cè)量者ICC均＞0.90，兩次測(cè)量的ICC均＞0.89，總體數(shù)據(jù)可靠，具有較好一致性。

2.2 資料的描述性分析

本研究共獲得269份樣本資料，按年齡分組分別測(cè)量L4∕5椎間高度和椎間指數(shù)。其中青年組（20～40歲）100例，男47例，女53例；中年組（40～60歲）107例，男57例，女50例；老年組（＞60歲）62例，男33例，女29例?？傮w男∶女=137∶132，性別、年齡分布見表1。各年齡性別構(gòu)成的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 各年齡段年齡及性別分布

2.3 測(cè)量結(jié)果

L4∕5椎間盤測(cè)量結(jié)果見表2。男女兩性間比較，各年齡組男性的椎間高度均大于女性，其中，青年組兩性間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），而中年組和老年組兩性別間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；各年齡組男性的終板長(zhǎng)度均小于女性，但各年齡組兩性間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。各年齡組男性的椎間高度指數(shù)均顯著大于女性（P＜0.05）。

表2 各年齡組L4∕5影像測(cè)量結(jié)果（±s）與比較

表2 各年齡組L4∕5影像測(cè)量結(jié)果（±s）與比較

男性女性P值1 5.3 2±1.6 2 1 5.9 0±1.4 4 1 2.9 1±1.1 4＜0.0 0 1 1 4.6 9±2.3 0 1 4.6 3±1.8 6 1 1.8 3±1.3 4＜0.0 0 1 0.4 0 2＜0.0 0 1＜0.0 0 1 4 3.1 5±4.7 5 4 3.1 2±4.5 1 4 8.5 2±3.1 4＜0.0 0 1 4 4.3 4±4.8 6 4 4.5 3±3.3 4 5 0.1 4±4.6 2＜0.0 0 1 0.2 1 9 0.0 7 3 0.1 1 0指標(biāo)椎間高度（m m）青年組中年組老年組P值上下終板長(zhǎng)度（m m）青年組中年組老年組P值椎間高度指數(shù)青年組中年組老年組P值0.3 4±0.0 3 0.3 5±0.0 4 0.2 9±0.0 3＜0.0 0 1 0.3 2±0.0 5 0.3 3±0.0 4 0.2 7±0.0 3＜0.0 0 1 0.0 4 1 0.0 1 1 0.0 1 1

年齡組間比較，男女兩性別的青年組與中年組之間椎間高度的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但是老年組椎間高度較青年和中年組顯著降低（P＜0.05）。男女兩性別青年組與中年組之間平均終板長(zhǎng)度的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但是老年組終板長(zhǎng)度較青年和中年組顯著增大（P＜0.05）。男女兩性別的青年組與中年組之間椎間高度指數(shù)的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但是老年組椎間高度指數(shù)比較相較青年和中年組顯著降低（P＜0.05）。

2.4 L4∕5 椎間測(cè)量的相關(guān)分析

年齡與L4∕5椎間測(cè)量指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果見表3，年齡與椎間高度呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），年齡與終板長(zhǎng)度呈正相關(guān)（P＜0.05），年齡與椎間高度指數(shù)呈顯著負(fù)關(guān)相（P＜0.05）。相比之下，年齡與椎間高度指數(shù)相關(guān)性的r值最大。

表3 L4∕5椎間測(cè)量指標(biāo)與年齡的相關(guān)分析

3 討 論

以往的大多研究結(jié)果都認(rèn)為，因?yàn)橥俗兊脑?，椎間高度隨著年齡的增長(zhǎng)逐漸降低。本研究結(jié)果顯示中年組椎間高度較青年組大，提示椎間高度在60歲以前隨著年齡增長(zhǎng)反而增加，雖然差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分析原因主要有以下幾點(diǎn)：本研究的研究對(duì)象為L(zhǎng)4∕5影像學(xué)正常的人群，反映的是相對(duì)正常的 L4∕5椎間隙參數(shù)隨年齡變化的規(guī)律，而以往研究中大多是隨機(jī)抽取的大樣本病例或者L4∕5已經(jīng)有退變的病例，對(duì)于已經(jīng)有退變的病例，椎間隙丟失會(huì)比較明顯。其次，也有學(xué)者研究得出同樣的結(jié)論，比如Kuofi［8］研究椎間高度變化與年齡的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，腰椎各節(jié)段椎間高度隨年齡的增長(zhǎng)而增大，但在50歲以后，椎間高度明顯減小。他認(rèn)為這種規(guī)律與人的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律相關(guān)，并且在45歲左右椎間盤的重塑參與了椎間高度的變化。Twomey［9］在尸體標(biāo)本上測(cè)量了椎間盤前、后緣的高度以及椎間盤中央高度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，椎間盤中央高度隨著年齡的增長(zhǎng)而增加。這些結(jié)果都提示影像學(xué)正常的椎間高度可能隨著年齡增長(zhǎng)反而增大。

60歲以后，人體衰老加劇，椎間高度和終板長(zhǎng)度也隨之變化。本研究發(fā)現(xiàn)，60歲以后椎間高度較前明顯降低。這與大多數(shù)研究結(jié)果一致［10］。主要原因還是椎間盤自然退變的結(jié)果。但本研究測(cè)量的數(shù)值結(jié)果大于一些研究結(jié)果，比如有學(xué)者研究我國(guó)人群全脊柱椎間盤平均高度為（12.8±2.24）mm，其中男性為（12.29±1.51）mm，女性為（12.09±2.83）mm，并且在40～45歲以后逐漸退變，高度逐漸降低［11］。分析可能有以下原因：首先，本課題研究的是影像學(xué)正常的L4∕5椎間高度，按脊柱椎間高度變化規(guī)律，腰椎椎間隙高度自 L1～5逐漸增大，L4∕5椎間高度達(dá)到最大，而先前學(xué)者研究的是脊柱平均椎間高度，所以兩研究對(duì)象有差異。其次，本研究按年齡分組，發(fā)現(xiàn)椎間高度在中年組和青年組較大，但60歲以后，椎間高度明顯丟失，所以平均椎間高度與文獻(xiàn)研究相差不大。本研究還發(fā)現(xiàn)，終板長(zhǎng)度較前顯著增長(zhǎng)，隨著年齡的增長(zhǎng)，L4∕5椎間隙上下終板平均長(zhǎng)度增大，可能是由于脊柱的正常退變中，骨量的丟失，椎體形態(tài)變化，致使椎體變扁［12］，終板變長(zhǎng)。各年齡組內(nèi)性別間比較，男性L4∕5椎間隙上下終板平均長(zhǎng)度較女性小，也有相關(guān)研究表明，同年齡段，女性骨質(zhì)疏松較男性嚴(yán)重，致使椎體塌陷，上下終板變長(zhǎng)，也解釋了老年組中女性椎間指數(shù)較男性顯著變小的原因。

衡量椎間高度的測(cè)量指標(biāo)很多，本研究與之前的研究都表明，椎間高度隨年齡的變化而變化，且椎間高度與年齡、性別、身高、體重等因素有關(guān)［10,13,14］。本研究中椎間高度指數(shù)將椎間隙上下終板的長(zhǎng)度納入計(jì)算指標(biāo)，在一定程度上減小了個(gè)體因素的差異［6］。在各年齡組性別間比較，椎間高度指數(shù)都有顯著性差異，表明椎間高度指數(shù)反應(yīng)性別間差異更敏感。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，椎間高度和椎間高度指數(shù)與年齡呈顯著負(fù)相關(guān)；終板與年齡呈正相關(guān)，但相關(guān)性不大（r=0.197，P=0.037），相比之下年齡與椎間高度指數(shù)相關(guān)性的r值最大，提示椎間高度指數(shù)可以更好的反映L4∕5椎間隙參數(shù)的年齡變化差異。也提示在臨床工作中，重建椎間高度時(shí)要充分考慮不同年齡段之間和性別間存在的差異。

總之，60歲以前，L4∕5椎間高度隨著年齡的增長(zhǎng)而增大，但在60歲以后，L4∕5椎間高度顯著下降。椎間高度指數(shù)可更好地反映L4∕5的年齡變化與性別間差異，重建椎間高度時(shí)要充分考慮不同年齡段之間和性別間存在的差異。本研究的不足：首先，樣本量不足，各年齡段病例數(shù)不均，存在一定偏倚；其次，本研究是橫斷面研究，并不能反映個(gè)體L4∕5椎間隙參數(shù)隨著年齡變化的縱向變化。