大骨節(jié)病對下頸椎椎間隙高度及形態(tài)的影響

吳學元，易智，馬宏偉，凌鳴，靳占奎，孫正明

(1.陜西省人民醫(yī)院骨科，陜西 西安 710068；2.寧縣第二人民醫(yī)院骨一科，甘肅 慶陽 745201)

大骨節(jié)病(Kashin-Beck disease，KBD)是一種致殘率很高的慢性、地方性骨關節(jié)病，病變主要侵犯處于骨發(fā)育階段兒童及青少年骺軟骨、骺板軟骨和關節(jié)軟骨，導致原發(fā)性變性、壞死，以及繼發(fā)性退行性骨關節(jié)病[1-2]。隨著年齡增大、病程延長，KBD患者關節(jié)炎反復加重，臨床表現(xiàn)為多關節(jié)、對稱性關節(jié)疼痛、粗大、活動受限，重者伴有肌萎縮、短指(趾)及關節(jié)畸形、步履蹣跚，運動障礙、身材矮小，患者的運動能力受到限制并嚴重影響其生活質量[3]。在對KBD患者臨床檢查過程中，筆者發(fā)現(xiàn)部分患者存在頸部疼痛、頭暈、上肢麻木、感覺減退，甚至出現(xiàn)了四肢肌力下降、肌張力增高、行走不穩(wěn)等典型的脊髓受壓或神經(jīng)刺激癥狀。2017年筆者報道了1例KBD患者伴有寰樞關節(jié)脫位并有脊髓受壓及神經(jīng)刺激癥狀[4]。除了引起寰樞椎脫位外，KBD是否對下頸椎椎間盤退變有一定影響？頸椎間盤的高度對于維持頸椎完成屈伸、側屈、旋轉等功能起著重要的作用。隨著年齡的增長，椎間盤髓核含水量下降、體積萎縮，導致椎間隙高度丟失，出現(xiàn)頸椎退變[5-6]。X線片檢查簡單易行、價格便宜，可直觀觀察頸椎椎間隙的影像學形態(tài)并對其高度進行測量[7]。從2019年8月至2019年12月，筆者對募集至甘肅寧縣第二人民醫(yī)院的92例KBD患者及98例非KBD人群行下頸椎X線檢查，測量椎間隙高度并觀察椎間隙影像學形態(tài)，以明確大骨節(jié)病對下頸椎椎間盤退變的影響，現(xiàn)將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 納入及排除標準 選擇甘肅寧縣KBD病區(qū)的KBD患者作為KBD組，同時選擇長期生活在該病區(qū)非KBD的人群作為對照組。

KBD組納入標準：(1)參考中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布的《大骨節(jié)病臨床診斷標準(WS/T207-2010)》[2]結合患者癥狀、體征、右手X線片、病區(qū)居住史等資料進行大骨節(jié)病的診斷；(2)告知實驗情況、同意參與本實驗者作為研究對象，并獲得陜西省人民醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準；(3)年齡：40～70歲；(4)側位X線片上能清楚顯示C2～7及椎間隙者。排除標準：(1)有類風濕性關節(jié)炎、克汀病以及家族性矮小體型、原發(fā)性侏儒、干骺端骨發(fā)育障礙、軟骨發(fā)育不全、假性骨骺發(fā)育不良、多發(fā)性骨骺發(fā)育不良等無智力或性發(fā)育障礙的矮小體型疾??；(2)既往有頸椎手術及外傷史者；(3)存在先天性頸椎畸形、腫瘤、結核等導致椎體破壞病變者。有頸椎神經(jīng)、肌肉炎性疾病史者；(4)側位X線片上椎間隙顯影不清者。

對照組納入標準：(1)年齡：40～70歲；(2)無頸椎先天性畸形、椎體增生明顯、后縱韌帶明顯鈣化、頸椎曲度明顯異常者；(3)X線影像照射標準且圖像顯示清晰。排除標準：同KBD組排除標準。

1.2 一般資料 從2019年8月至2019年12月，將KBD病區(qū)兩組人群募集至甘肅省寧縣第二人民醫(yī)院。本研究共收集中老年KBD患者92例，其中男38例，女54例；年齡47～70歲，平均(58.89±7.67)歲。對照組人數(shù)98例，其中男42例，女56例；年齡49～69歲，平均(58.35±7.38)歲。比較兩組不同性別研究對象的年齡、身高、體重、身體質量指數(shù)(body mass index，BMI)。結果KBD組及對照組男、女性的年齡、BMI差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。KBD組患者女性身材矮小，身高、體重均較同組男性小，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，KBD組及對照組男、女性的身高、體重比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表1)。

表1 大骨節(jié)病組一般資料比較

1.3 儀器與影像采集方法 每位受檢者行頸椎側位X線片檢查時，雙肩下垂，聽鼻線平行于水平面，左側身體靠近X線膠片，光束聚焦C4椎體水平，采用Philips digital diagnost VR型X線數(shù)字診斷機(digital radiography，DR)，X線源距離片夾150 cm，曝光強度為85 kV、20 mA，獲得標準側位攝片。

1.4 指標選取及測量方法 將受檢查者拍攝的影像學數(shù)據(jù)以DICOM格式存儲，輸入計算機后，由2名脊柱外科主治及以上職稱醫(yī)師通過RadiAnt DICOM Viewer軟件測量相關指標。

1.4.1 椎間隙高度測量方法 頸椎中立位側位X線片上分別測量C2～7椎間盤高度。由于在影像資料上測量頸椎間盤參數(shù)面臨著圖像精度、圖像失真等新的問題，故對椎間盤相關參數(shù)的測量充分借鑒了Kolstad等[8]及Choi等[9]提出的方法，定義椎間盤的前緣高度、中間高度、后緣高度。

如圖1所示，確定椎間隙上位椎體前下頂點(A’)、后下頂點(A)及下位椎體前上頂點(B’)、后上頂點(B)；確定AB連線的中點O及A’B’連線中點O’，過O及O’的連線為椎間隙中線，即二等分線(C線)。a、b分別為上位椎體下緣及下位椎體上緣中點；椎間隙前緣高度為A’至C線的垂直距離+B’至C線的垂直距離；椎間隙中間高度為a至C線的垂直距離+b至C線的垂直距離；椎間隙后緣高度為A至C線的垂直距離+B至C線的垂直距離。

圖1 椎間隙高度X線片測量方法示意圖

1.4.2 形態(tài)表現(xiàn) 觀察椎間隙及椎體終板的形態(tài)，并進行分類。

2 結 果

2.1 下頸椎椎間盤高度測量 KBD組及對照組所測量的C2～7椎間盤前緣、中間、后緣高度值見表2。統(tǒng)計分析結果顯示，KBD組及對照組男、女C2～7椎間隙中間高度最高，均高于前緣和后緣，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；椎間隙前緣高于后緣，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。KBD組男、女C4～7椎間隙中間高度均低于C2～4，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

表2 兩組不同性別各頸椎椎間隙前、中、后高度比較

KBD組男性患者C2～7椎間隙中間高度均大于女性患者；男、女患者C2～4椎間隙中間高度相比，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，而兩性別C4～7椎間隙中間高度相比，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

對照組男、女兩組C2～7椎間隙中間高度最高，均高于前緣和后緣，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；椎間隙前緣高于后緣，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。對照組男、女C4～7椎間隙中間高度均低于C2～4，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。對照組中男性患者C2～7椎間隙中間高度均大于女性患者，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。KBD組男、女性C2～4椎間隙中間高度較對照組低，但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，C4～7椎間隙中間高度較對照組低，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

2.2 下頸椎間隙影像學表現(xiàn) 大骨節(jié)病患者下頸椎間隙X線表現(xiàn)多樣，分為正常型27例(29.35%)，表現(xiàn)為各節(jié)段椎間隙均勻，無明顯增寬或變窄，椎體前、后緣無明顯骨贅形成，無明顯退行性表現(xiàn)(見圖2)。椎間隙增寬型11例(11.96%)，表現(xiàn)為椎間高度增寬，而椎體高度減小，椎體前、后伴或不伴有骨贅形成，伴有終板硬化、不平整(見圖3)。椎間隙狹窄型42例(45.65%)，表現(xiàn)椎體邊緣骨質增生，椎間隙狹窄、椎間高度降低，頸椎終板硬化改變、不平整，為椎間盤退行性改變(見圖4)。椎間隙橢圓型12例(13.04%)，表現(xiàn)為椎體終板上下面凹陷、凹凸不平、硬化，椎間盤呈橄欖球狀，周邊窄、中央高(見圖5)。而對照組僅分為間隙正常型53例及間隙狹窄型45例。

圖2 KBD頸椎間隙正常型，C2～7間隙高度平均6.68 mm 圖3 KBD頸椎間隙增寬型，C2～7間隙高度平均8.04 mm 圖4 KBD頸椎間隙變窄型，頸椎反曲，C2～7間隙高度平均4.27 mm 圖5 KBD間隙橢圓型伴有寰樞椎脫位，椎間盤周邊窄、中央高橄欖球狀，C2～7間隙高度平均6.13 mm

3 討 論

3.1 KBD患者下頸椎椎間隙高度測量的意義 目前，國內外大部分學者及機構主要針對KBD患者四肢及關節(jié)進行臨床和基礎研究，而尚無關于KBD患者脊柱(包括頸椎)影像學的臨床報道。KBD主要侵犯處于骨發(fā)育階段兒童骺軟骨、骺板軟骨和關節(jié)軟骨，導致原發(fā)性變性、壞死及繼發(fā)性骨關節(jié)炎的退行性改變[1]。自20世紀90年代，針對大骨節(jié)病的防控采取了一系列有效措施，新發(fā)KBD的病例逐漸減少，兒童或青少年患者罕見，目前現(xiàn)存的KBD患者為中老年，患者體重輕、身材矮小，是否對頸椎椎間盤的高度及退變有一定影響？另外，筆者在對KBD患者臨床檢查過程中，發(fā)現(xiàn)部分患者存在頸項部疼痛及雙上肢神經(jīng)刺激的癥狀和體征。對于存在神經(jīng)或脊髓受壓擬行髓核切除植骨融合或人工椎間盤置換術的患者，有必要建立KBD患者頸椎間盤相關參數(shù)數(shù)據(jù)庫，為應用或設計適合KBD患者的頸椎解剖特征的椎間融合器或人工頸椎間盤提供參數(shù)依據(jù)。

3.2 KBD患者頸椎間隙高度測量結果分析 對于同一間隙不同部位的比較，本研究結果顯示不同性別KBD及對照組頸椎間隙中間高度>前緣高度>后緣高度，形態(tài)為中間厚、邊緣窄的結構，此結果與既往研究一致[5，10]。姜錦鵬等[11]通過測量219例正常成人頸椎MRI數(shù)據(jù)，結果顯示C4～7椎間盤間隙平均前緣高度為(4.27±0.73)mm，中間高度為(5.63±0.83)mm，后緣高度為(3.24±0.59)mm。胡柳等[5]對同一個體不同年齡段之間的頸椎間隙比較，發(fā)現(xiàn)成人在40歲以后頸椎間隙高度開始隨年齡增長而下降，C5～6椎間隙中點及C4～7椎間隙后緣間隙丟失最明顯。中立位椎間隙前緣高度大于后緣高度，這是頸椎生理性前凸的解剖學基礎[12]。

對于不同節(jié)段中間部位的比較，王順民等[13]依據(jù)MRI椎間盤信號改變和退變程度，通過測量96例頸椎病患者頸椎X線片椎間盤高度，發(fā)現(xiàn)頸椎間盤退變過程中椎間盤高度存在解剖高度、自然高度(退變高度)和病理高度3種狀態(tài)。C2～7椎間盤解剖高度組、自然高度組和病理高度組平均高度值分別為(7.7±1.2)mm、(7.1±0.9)mm和(5.9±1.0)mm，三組差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。C2～3和C3～4節(jié)段退變發(fā)生的概率較少，多處于解剖高度，可作為評估椎間盤其他退變的參考[9]。Tao等[10]通過對18～97歲不同年齡段的1 581受檢者側位X線片檢查發(fā)現(xiàn)，頸椎間隙高度丟失最常發(fā)生的部位為C5～6(33.6%)和C6～7(22.1%)，在18～29年齡組，8.3%患者存在椎間隙高度丟失，而40～49歲年齡段為57.9%，50～59為78.0%。本研究中，無論KBD組還是對照組，不同性別間C4～7中間高度均低于C2～4，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，說明KBD患者C4～7為退變最嚴重、最易發(fā)生的節(jié)段，與以上報道一致。從解剖學穩(wěn)定方面來看，C5椎體及上下椎間盤作為頸椎生理性前凸的弧度頂點，承擔著最大的屈伸活動度及負荷，是退變最快、最容易出現(xiàn)椎間隙高度丟失的節(jié)段，而鄰近的C4～5及C6～7節(jié)段則次之，這與本研究觀察到的結果一致。

與對照組相比，KBD患者男性與女性C2～4高度均低于對照組，但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，而C4～7高度低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結果說明與對照組相比，KBD患者雖然身材矮小、體重較輕，但并不影響頸椎間盤的發(fā)育，且無性別差異；然而在頸椎退變易發(fā)節(jié)段更傾向于發(fā)生退變，且退變程度較對照組嚴重。KBD男性患者C2～7中間椎間隙高度均大于女性患者；而男、女患者C2～4椎間隙中間高度相比，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。說明KBD患者椎間隙的解剖高度存在性別差異。而兩性別C4～7椎間隙中間高度相比，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，說明性別對椎間隙退變程度的影響無明顯差異。

3.3 KBD患者發(fā)生頸椎退變的可能原因分析 椎間隙高度丟失及其繼發(fā)出現(xiàn)的椎體邊緣骨贅形成、終板硬化等頸椎退變可引發(fā)患者出現(xiàn)頸椎病的諸多癥狀[10]。本研究結果顯示，KBD患者下頸椎椎間隙在X線片上表現(xiàn)呈多樣性。KBD患者存在頸椎間隙正常型(各節(jié)段椎間隙均勻)、間隙狹窄型(椎間隙高度減小)、增寬型(椎間隙大于正常)和橢圓型(呈橄欖球狀)。其特征性改變?yōu)椴糠肿刁w終板上下面凹陷、凹凸不平、硬化，說明KBD頸椎退變節(jié)段較對照組嚴重。

脊柱方面，僅有莫東旭教授于1984年觀察了KBD椎體及椎間盤的病理改變：KBD椎間盤纖維軟骨內，可見點狀、灶狀或片狀軟骨組織壞死，與透明軟骨壞死一樣，壞死灶內有少量殘留的細胞影子，出現(xiàn)核固縮[14]。椎體近骨緣有多處深層帶狀壞死，伴薄層病理鈣化，壞死區(qū)發(fā)生成骨障礙，以致椎體上下面凹凸不平，椎體外周邊緣骨質增生，終板凹陷。研究表明椎體終板作為椎間盤的重要組成部分，參與椎間盤的機械穩(wěn)定性、營養(yǎng)通路及椎體的發(fā)育[15]。終板內軟骨細胞、血管內皮細胞凋亡可誘發(fā)椎間盤退變、突出[15-16]。這種病理改變與部分KBD患者頸椎終板的影像學改變一致，提示KBD可能對椎間盤纖維軟骨及終板軟骨有一定的影響。

重度KBD患者四肢畸形嚴重，在行走時出現(xiàn)身體搖擺，從而導致頸部出現(xiàn)相對較大幅度的運動。患者雙下肢骨骼發(fā)育畸形，肌肉萎縮，肌力下降，更容易摔倒。這些原因導致頸椎應力增加，反復作用于隨年齡增長而出現(xiàn)退變的頸椎間盤及軟骨終板，加劇了頸椎的退變。因此，KBD患者更易誘發(fā)頸椎間盤退變、高度丟失。

3.4 本研究的不足 (1)KBD患者居住地分散，大多位于經(jīng)濟及文化相對落后的鄉(xiāng)村和貧困山區(qū)，無法獲得足夠多的樣本；(2)本研究病例均為中老年KBD患者，兒童或青少年患者罕見，因而無法動態(tài)觀察不同年齡段KBD患者頸椎間盤高度及椎間隙影像學形態(tài)的變化情況?？赏ㄟ^建立KBD的合適的動物模型，研究KBD致病因子對發(fā)育期的椎間盤的影響；(3)雖然頸椎X線片檢查簡單易行，價格便宜，但因透照距離、放大率的不同影響了測量的數(shù)值，誤差較大，易受患者頸椎體位的影響，且不能了解椎間盤退變情況，因此在下一步的研究中，可結合頸椎CT或MRI檢查來評估KBD對頸椎椎間盤或終板退變的影響[17]。

綜上所述，本研究首次觀察到KBD患者頸椎間隙形態(tài)存在多樣性，特征性的改變?yōu)樽刁w終板上下面凹陷、凹凸不平、硬化。KBD患者身材矮小、體重輕，但并不影響頸椎間盤的發(fā)育。KBD患者C4～7間隙高度丟失最為明顯，且較一般人更易發(fā)生退變。本研究初步證實KBD與頸椎椎間盤退變發(fā)生可能具有一定相關性。