退变性腰椎滑脱与关节突关节退变MRI特征之间的关系

退变性腰椎滑脱与关节突关节退变MRI特征之间的关系

陈宏亮李士春云才李钦亮肖士鹏

首都医科大学石景山教学医院北京市石景山医院骨科100043

摘要：目的：观察退变性腰椎滑脱症患者的X线表现及腰椎关节突关节含水量的MRI特征，探讨二者之间的关系。方法：回顾性分析我科2007年8月～2009年1月诊断的53例退变性腰椎滑脱症患者的腰椎正侧位片及MRI资料，全部病例均为单节段滑脱（L4椎体前移），X线片上无椎体变形、旋转及侧方移位，除外非退变性患者。腰4前移的百分比用侧位X线片上腰4椎体后缘相对于腰5椎体后缘前移的距离与腰5上终板宽度的比值乘以百分之百表示。通过轴位MRIT2像分析腰4－5关节突关节的含水量。腰4－5关节突关节含水量值通过轴位MRIT2像上双侧关节突关节高信号区（即关节面及关节腔内的关节液）宽度的总和与双侧关节突宽度总和的比值来表示。结果：在53名患者中，43名患者的MRIT2像出现关节突关节高信号，而MRIT2像未出现关节突关节高信号的10名患者的侧位X线片均出现轻度椎体前移（＜Ⅰ度）。MRIT2像出现关节突关节高信号的43名患者的关节突关节含水量平均值和腰4椎体前移百分比分别为0.14和18.1%。统计学结果为P＜0.01，有统计学意义。结论：MRIT2像腰椎关节突关节含水量值与X线上的椎体前移存在显著线性正相关。MRIT2像腰椎关节突含水量增多应高度怀疑退变性腰椎滑脱的存在。

关键词：腰椎；退变；关节突含水量；腰椎不稳；MRI；X线

退变性腰椎滑脱症是某一确定的脊柱功能单位的上位椎体于下位椎体表面部分或全部向前滑移，其椎弓根完整。随着人口老龄化趋势进展，该疾病的发生率也逐年上升。临床表现为长期下腰部坠痛、间歇性跛行、神经根性疼痛伴局部麻木、触觉异常，相应神经支配区出现感觉、运动损害。

退变性腰椎滑脱症的病因目前尚未完全阐明，可能的原因有椎间盘退变、关节突关节形态异常、种族因素、软组织异常、腰骶角改变等。近年来，关节突关节形态在退变性腰椎滑脱症发病中所起的作用是讨论的焦点，但多集中于关节角及骨关节炎CT表现的研究[1-3]。近些年，国外部分学者正在进行腰椎小关节退变和椎间盘退变哪个对于腰椎不稳更重要的研究[4-8]。Mailleux等[9]研究显示：腰椎关节突关节含水量在MRI上的变化表明腰椎不稳的存在。Jeffrey等[10]研究也显示：退行性腰椎疾病患者MRIT2像关节突关节含水量与腰椎不稳X线表现存在密切线性相关。本研究通过回顾性分析退变性腰椎滑脱症患者X线片表现及腰椎关节突关节含水量的MRI特征，从而探讨二者之间的关系。

1资料与方法

1.1一般资料

搜集分析我科2007年8月～2009年1月诊断的53例退变性腰椎滑脱症患者的腰椎正侧位片及MRI资料，其中男21例，女32例，年龄41～73岁，平均年龄58.6岁。全部病例均为单节段滑脱（L4椎体前移），X线片上无椎体变形、旋转及侧方移位，除外结核、炎症、外伤、肿瘤、椎弓崩裂等非退变性患者，临床表现见表1。

表1腰椎退变患者的临床表现

1.2检查方法

所有患者均行腰椎X线片及MRI检查。X线平片以L3椎体为中心，患者取直立位，行腰椎正侧位片检查，用日本Toshiba公司800mAX线机，投照距离1.2m，电压-68KV、电流0.2A、时间0.12s。MR扫描设备采用德国SIEMENS公司Symphony1.5T超导型磁共振成像系统，患者取仰卧位，序列采用快速自旋回波（TSE）和短TI反转恢复序列（STIR）脉冲序列，扫描矩阵均取256×192，扫描层厚为4mm，扫描常规为矢状位用T1加权像、T2加权像和STIR序列，横轴位采用T2加权像。

1.3测量方法

此研究中以侧位X线片出现腰4椎体前移为腰椎滑脱的标准。腰4前移的百分比用侧位X线片上腰4椎体后缘相对于腰5椎体后缘前移的距离与腰5上终板宽度的比值乘以百分之百表示。【图1、2】。

通过轴位MRIT2像分析腰4－5关节突关节的含水量。关节面的所含水分及关节腔内的关节液在T2像上表现为高信号【图3】。腰4－5关节突关节含水量值通过轴位MRIT2像上双侧关节突关节高信号区（即关节面及关节腔内的关节液）宽度的总和与双侧关节突宽度总和的比值来表示。测量方法是在轴位MRIT2像上分别经关节突关节的上、下缘作矢状线和水平线，以两线交点为起点作一直线，与水平线成45°，直线上交点至上关节突外侧缘的距离为a（即关节突的宽度），直线经过关节突关节高信号区的距离为b，则关节突关节含水量值＝（b左＋b右）/（a左＋a右）【图5】。

所有的测量均由未参与患者治疗和手术的独立观察者执行。考虑到观察者间测量结果的可信度，由两个独立观察者分别测量并计算出各自结果。考虑到观察者本人测量结果的可信度，由这两个观察者1个月后再次测量并计算出各自结果。所有的测量结果均用AdobePhotoshop（SanJoseCA，2005）的测量功能测得。

注：图3示：退变性腰椎滑脱患者腰4－5关节突关节轴位MRIT2像呈高信号，表示有关节液存在（箭头所指）。相反，图4表示无关节液存在（箭头所指）。

注：图5示：分别经关节突关节的上、下缘作矢状线和水平线，以两线交点为起点作一直线，与水平线成45°。直线上交点至上关节突外侧缘的距离为a（即关节突的宽度），直线经过关节突关节高信号区的距离为b，关节突关节含水量值＝（b左＋b右）/（a左＋a右）。

1.4统计学方法

所有测量数据均通过SPSS10.0软件进行统计学分析。关节突关节含水量值与椎体前移百分比的关系用Pearson’s相关系数来表示。P＜0.05为有统计学意义。优势比用95％可信区间表示。

为了评价观察者间测量结果的可信度，组内相关系数用两个独立观察者两次分别测得的关节突关节含水量值和椎体前移百分比来计算。为了评价观察者本人测量结果的可信度，组内相关系数用最初和1个月后测得的关节突关节含水量值和椎体前移百分比再来计算一次。组内相关系数取值范围为0～1，1代表完全相符，r＜0.4为可信度差，0.4＜r＜0.75为可信度良，r＞0.75为可信度优[11]。用双盲法和95％可信区间来计算组内相关系数。

2结果

在53名患者中，43名（81.13%）患者的MRIT2像出现关节突关节高信号，而其他患者（18.87%）未出现此征象。MRIT2像未出现关节突关节高信号的10名患者的侧位X线片均出现轻度椎体前移（＜Ⅰ度）。

MRIT2像出现关节突关节高信号的43名患者的关节突关节含水量平均值和腰4椎体前移百分比分别为0.14（0.05～0.38）和18.1%（0%～35%）。统计学结果Pearson’s相关系数为0.89、R2值为0.81（P＜0.01），关节突关节含水量值与椎体前移百分比之间存在显著线性正相关，有统计学意义。当把腰4－5关节突关节在MRIT2像出现高信号做为X线上椎体前移的指标时，其阳性预测值和阴性预测值分别为83%和85%。因此，腰4－5关节突关节在MRIT2像出现高信号的患者存在椎体前移的可能性非常大。两个独立观察者测量并计算的关节突关节含水量值和椎体前移百分比得出的组内相关系数分别为0.92（95%CI，0.78–0.96）和0.91（95%CI，0.75–0.95）。由初次和1个月后再次测量并计算的关节突关节含水量值和椎体前移百分比得出的组内相关系数分别为0.93（95%CI，0.85–0.97）和0.95（95%CI，0.90–0.90）。可信度均为优。

3讨论

退变性腰椎滑脱症的病理生理学和生物力学特点非常复杂，椎间盘和关节突关节做为一个整体保障腰椎稳定性及承担压力。AdamsandHutton通过尸体的生物力学研究发现，腰椎关节突关节可以减少椎体间移位和通过减少剪切力、防止腰椎过度屈曲及轴位旋转来保护椎间盘[4]。最近很多的生物力学研究证实，腰椎关节突关节主要限制腰椎过度屈曲及轴位旋转，其次还可减少前后位的剪切力和轴位压力，这些作用在脊柱的高位节段表现的更明显[5]。腰椎关节突关节承担大约15％的轴位压力负荷，而椎间盘则承担剩余的压力负荷[6]。完整的椎间盘前方纤维环和前纵韧带可以维持正常椎间盘高度，从而有效防止屈曲时关节突的过度负载[7]，反之，椎间盘高度的丢失会显著增加关节突的负荷[6]。Fujiwara等[8]在尸体上的腰椎生物力学研究发现，关节软骨退变与椎间盘退变存在显著正相关。而且，关节突退变会显著增加男性腰椎的轴位旋转、侧屈及屈伸运动范围，从而进一步增加腰椎活动范围，形成恶性循环。

MRI通常被用于评价患有退变性腰椎疾病的患者，已经有文献报道了腰椎间盘退变的MRI征象[12]。但是关于腰椎关节突退变MRI表现的报道很少。最近，Fujiwara等[8]以MRI表现为基础，通过研究椎间盘与关节突退变和发展的关系，设立了关节突关节退变的分级体系。他们发现椎间盘和关节突退变均与腰椎不稳存在密切关联。还有研究显示，关节突平面的矢状位和屈度的增加与椎间盘和退变性腰椎滑脱的严重程度呈正相关[13]。关节突关节退变是关节软骨变性的结果。像关节炎患者一样，腰椎关节突关节退变很容易被MRIT2像探测到。腰椎关节突和椎间盘退变导致的椎体移位很容易与动力位腰椎片上椎体前移导致的不稳相鉴别[14，15]。当患者仰卧位行MRI检查时，不稳定的腰椎是不负重的，因此能够减少椎体的前移程度，而且在退变的关节突关节间会产生一条裂隙【图6、7】。此时，裂隙中积聚的关节液会在MRIT2像上表现为高信号。先前的生物力学研究证实关节突关节的完整性对于腰椎稳定性具有重要作用，同理通过观察关节突含水量的多少也可以判断腰椎椎体移位的存在与否。

注：图7示：直立位时退变性腰椎滑脱症患者椎体前移（a箭头所示），关节突关节塌陷、无间隙（b箭头所示）。图8示：仰卧位时退变性腰椎滑脱症患者椎体前移减少、甚至复位（a箭头所示），关节突关节分离，产生间隙（b箭头所示），导致关节液积聚，从而在MRIT2像产生高信号。

本研究中，腰椎移位定义为侧位X线片矢状位出现腰4椎体前移，而不包括退变性腰椎疾病患者常见的椎体旋转或其他移位。应用平常的腰椎正侧位X线片及静态MRI做为检查手段，因为这些影像学技术已经在临床实践中证实拥有很高的可靠性，而且是目前临床工作中诊断腰椎退行性疾病和椎体移位的最常用检查手段。结果显示，MRIT2像腰椎关节突关节含水量值与X线上的椎体前移存在显著线性正相关。关节液相对高的阳性预测值的存在暗示X线片上存在椎体前移。研究数据还显示，关节突关节含水量值和侧位X线片上椎体前移的总量均能够被测算出来，而且拥有很高的可信度。通过这些发现很容易看出，MRIT2像关节突关节含水量的增多应高度怀疑退变性腰椎滑脱的存在。尽管如此，研究数据也表明MRI不能单独诊断退变性腰椎滑脱症，因为在本组病例中，18.87％的患者在MRIT2像上未出现关节突含水征象。我们认为主要由于椎体前移较少（均＜Ⅰ度），此时尚未出现关节液的增多、积聚，这也间接证明了关节突含水量值与椎体前移百分比存在正相关。本研究结果证实腰椎关节突关节退变与椎体前移存在密切关联，这与先前发表的生物力学和临床影像学研究结果相一致[6、8]。

但是，关节炎症等原因也可引起关节液的增多，因此，腰椎侧位X线片对于准确诊断退变性腰椎滑脱症仍然是必需的。另外，众所周知，在退变性腰椎滑脱的晚期，由于关节退变严重，关节液会明显减少，而本组病例椎体前移程度均＜Ⅱ度，均为退变早期，所以对于重度退变性腰椎滑脱症患者（＞Ⅱ度）其MRIT2像上关节突关节含水量与侧位X线片上椎体前移是否存在相关性还需要更加深入的观察研究。

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