腰椎间盘退变时椎体形态变化规律的研究

腰椎间盘退变时椎体形态变化规律的研究

脊柱的结构和形状是脊柱力学功能的基础。研究表明，椎间盘退变所致的生物力学改变明显影响椎体内部的结构，而椎体内部结构的变化很可能影响到椎体的外部形态，目前有关椎间盘退变对椎体形态影响的报道较少。1材料和方法1.1研究对象的选择和组成1.1.1mri2加权像示腰椎髓核检测无腰腿痛病史的正常人，腰椎X线片排除腰椎畸形、骨质增生、骨质疏松。MRIT2加权像示椎间盘髓核呈高信号（图1）。共27例，男14例，女13例；年龄20～54岁，平均42.3岁。1.1.2民间组织结构一个/多态性罪犯的离子类型为2001年3月至2003年1月本院收治的具有腰椎正侧位X线片及MRI资料的L4/5椎间盘退变患者（部分患者伴有L5/S1椎间盘退变），排除骨质疏松和腰椎畸形。男50例，女34例，共84例；年龄21～66岁，平均45.8岁。按Tertti等的分类方法，依据MRIT2加权像上髓核的信号，分为两组：（1）轻度退变组，T2加权像上髓核呈中等信号（图2），共53例；（2）重度退变组，T2加权像上髓核呈低信号或无信号（图3），共31例。1.2侧位片侧位片与骨模拟将所有对象的X线片通过扫描仪输入计算机，用Adobe-photoshop6.0图像处理软件测量侧位片上L1、L4、L5椎体的前高、后高及椎体的上矢状径和下矢状径（图4），椎体缘有骨赘时，按Evans等的方法将骨赘排除在测量之外。1.2.1计算中的比例指数的公式1.2.2l1腰椎相应径线的比值L4、L5椎体的前高、后高及矢状径与自身L1椎体相应径线的比值作为L4、L5椎体的相对前高、后高和相对矢状径。所有测量数据均为两次测量（间隔时间1周）结果的平均值。1.3腰椎加权像上信号按Modic的方法，Ⅰ型信号改变：T1加权像上椎体骨髓信号减低而T2加权像上信号增高；Ⅱ型信号改变：T1加权像上信号增高而T2加权像上信号不变或增高。1.4分析方法及检验率采用SPSS10.0统计软件包对测得数据进行分析，男女间比较采用t检验，多组之间比较采用单因素方差分析及q检验，率的比较采用卡方检验，P<0.05为差异有显著性意义。2退变组间比较(1）对照组L4、L5椎体的矩形指数在男女间比较差异无显著性意义（P>0.05）。这提示侧位X线片上，男、女性L4、L5椎体的矩形形态相似（表1）。（2)L4、L5椎体的矩形指数在对照组、轻度退变组、重度退变组逐渐减小，3组间差异有显著意义；各组间两两比较差异有显著性意义（P<0.05）（表2）。（3)L4、L5椎体相对前高、后高在对照组、轻度退变组、重度退变组逐渐减小，而L4相对下矢状径和L5相对上矢状径逐渐增加（图5）,3组间差异有显著意义；各组间两两比较差异有显著性意义（P<0.05）（表3）。84个退变L4/5椎间盘中有26个伴随椎体骨髓信号改变，均为Ⅱ型信号改变，信号改变区域主要位于外周终板及其下方（图6a、b）；轻度退变组信号改变率21%（11/53），重度退变组改变率45%（14/31），两组间有显著性差异（P<0.05）。3讨论3.1腰椎退变与腰椎对于腰椎形态的变化椎间盘退变不仅是纤维环和髓核改变，许多研究证实椎间盘退变时椎体的内部结构也发生明显的变化。然而这种内部结构的变化是否影响椎体的外部形态，目前的相关研究报道较少。既往采用侧位X线片上椎体的高度比（前高、中高与后高的比值及后高与相邻椎体后高的比值）作为形态参数来描述椎体的形态，但未能反映椎体矢状径对椎体形态的影响。本研究将椎体侧位轮廓视为一个近似的矩形，以矩形指数来反映该矩形的形态，矩形指数越小则矩形越扁平，即椎体越扁平。矩形指数与上述高度比一样，为比值型参数，不受X线放大率及个体差异的影响，而且能同时反映椎体高度和矢状径的变化对椎体形态的影响，因而在反映椎体整体形态上具有较好的优势。本研究显示L4/5椎间盘退变时，L4和L5椎体矩形指数较正常显著减小，而且重度退变组较轻度退变组也显著减小，这提示椎间盘退变时，其相邻椎体趋向扁平化，而且椎间盘退变越重椎体扁平化越明显。本研究同时显示，随着椎间盘退变，椎体相对前高和后高逐渐减小而相对矢状径（退变间盘上位椎体下矢状径和下位椎体上矢状径）却逐渐增加。这一结果说明，椎体扁平化是椎体高度减小和矢状径增加两个因素共同作用的结果。生物力学研究表明，当椎间盘正常时，椎间盘传递的应力主要作用于终板的中央；而椎间盘退变时，由于髓核流体静力学性质逐步消失，应力由终板中央向外周转移，致使外周终板上应力集中。这种应力的重新分布导致了椎体结构发生重建而改变。Modic等研究发现，椎间盘退变时，椎体的MRI信号可出现Ⅰ型和Ⅱ型改变，两种信号改变病理上都提示终板及其下的松质骨的损伤和改建修复。本研究结果显示，84个退变椎间盘中有26个椎间盘的相邻椎体出现信号改变，主要位于外周终板及其下方区域，这与椎间盘退变时应力的改变相一致；而且重度退变组信号改变的发生率显著高于轻度退变组。这进一步证实了椎间盘退变时，外周终板及其下的松质骨的改建过程，而且与椎间盘的退变程度有关。综合上述结果我们认为，在椎间盘退变过程中，由于作用于终板上的应力由终板中央向外周转移，致使隆起的外周终板及其下的松质骨结构在长期的高应力作用下发生吸收和改建，这种骨重建过程使椎体高度逐渐丢失，椎体矢状径逐渐增大，从而使椎体逐渐扁平化。既往对椎间盘退变的认识往往集中在纤维环和髓核的退变及三关节复合体的继发性病理改变。本研究结果提示，椎体的形态改变也是椎间盘退变过程的一个重要组成部分。椎间盘的退变不仅伴随椎体内部结构的变化，而且椎体外部形态也发生了明显改变。3.2腰椎间孔形态变化椎间盘退变时，椎间隙高度的减低将导致椎间孔狭窄和关节突关节脱位增生及椎管狭窄，这是临床上腰腿痛的重要发病因素。结合本研究结果，我们认为椎体高度减低更加重了椎间孔的狭窄和关节突关节脱位，这在临床上尚未引起重视。通常的椎体间融合手术虽然可以恢复减低的椎间隙高度及其所致的椎间孔狭窄，但却难以恢复由椎体高度降低及椎体矢状径增加后移所致的椎间孔狭窄，这也许是一些病人术后效果欠佳的原因。许多资料显示椎间盘退变常伴椎管继发狭窄，其中小关节增生及椎体后缘骨赘形成是重要因素。本研究结果表明，矢状径的增加也可能是导致椎管狭窄的一个因素。综上所述我们认为：（1）通过观察X线片上椎体的形态变化，有助