L4∕5椎间隙影像测量与性别和年龄的相关分析△

黄培培，马亚超，凃志鹏，解 放，姚 洲，王 哲，胡学昱，罗卓荆

（空军军医大学第一附属医院骨科，陕西西安710032）

腰椎融合技术越来越多的用于腰椎退行性疾病的治疗。有研究表明，椎间融合术中腰椎前凸角和椎间高度的恢复有助于改善临床疗效，还可以对相邻节段的退变（ASD）有显著影响［1-4］。恢复椎间高度是衡量手术效果的有效指标之一，对恢复腰椎前凸角有至关重要的作用［5］，而术中恢复椎间高度的标准，恢复到什么程度等都是依据术者经验预估来操作，椎间融合器的置入标准主要根据责任节段及其上下节段的高度来预估，由于目前暂缺我国大样本影像学正常的椎间高度和椎间高度指数数据，无法做到依据正常的椎间高度和椎间高度指数来指导临床治疗。

椎间高度的测量方法很多，有前椎间隙高度直接测量法、椎间隙高度指数法、盘椎比值法等，由于椎间高度受不同人群、年龄、性别、身高、体重等影响较大，目前还没有一种测量方法做到个性化。椎间高度指数=（前椎间隙高度+后椎间高度）∕（椎间隙上位椎体宽度+椎间隙下位椎体宽度），有研究表明椎间高度指数可以个体化的反应椎间隙的体积［6］。L4∕5节段是腰椎退行性疾病的最常见节段，本研究的目的是测量影像学正常L4∕5节段的椎间高度及椎间高度指数，了解我国影像学正常L4∕5节段的椎间隙影像学参数分布特点，为临床工作重建适合的椎间高度提供一定的数据支持。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准：（1）年龄在20～75岁；（2）具备腰椎正侧位 X 线片及腰椎 MRI；（3） L4∕5节段 MRI改良Pfirrmann分级小于或等于Ⅲ级［7］。

排除标准：（1） 既往 L4∕5手术病史及 L4∕5病变，包括骨折、肿瘤、畸形、感染等；（2）腰椎MRI示L4∕5节段改良Pfirrmann分级Ⅳ、Ⅴ级；（3） 不同意参加研究的患者。

1.2 研究对象

本研究通过本院伦理委员会批准，收集本院2013年1月～2014年6月在骨科门诊及住院患者，全部具备腰椎正侧位X线片、腰椎MRI。职业类型包括医生、司机、律师、工人、教师等，年龄段为20～75岁，进入筛查的病例数为478例，按照纳入排除标准自愿入组，共269例纳入本研究。

1.3 影像评估

所有入组测试者均行腰椎正侧位X线片、腰椎MRI检查。分别由两名经过培训的放射科医师利用Surgimap（2.1.8）对L4∕5椎间隙进行测量。椎间高度= （a+b）∕2，终板长度=（c+d）∕2，椎间高度指数=（a+b）∕（c+d），如图1。评估组间和组内可靠性检验采用组内相关性分析（intraclass correlations,ICCs）。两位经验丰富的放射科医生采用单盲法在2周内分别评估和测量数据2次，由第三人进行数据统计分析。

图1 椎间隙高度指数=（a+b）∕（c+d） a:上下椎体前缘点连线之间的高度 b:上下椎体后缘点连线之间的高度 c:上位椎体下终板前后宽度 d:下位椎体上终板前后宽度

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 可靠性及一致性监测

两位测量者ICC均＞0.90，两次测量的ICC均＞0.89，总体数据可靠，具有较好一致性。

2.2 资料的描述性分析

本研究共获得269份样本资料，按年龄分组分别测量L4∕5椎间高度和椎间指数。其中青年组（20～40岁）100例，男47例，女53例；中年组（40～60岁）107例，男57例，女50例；老年组（＞60岁）62例，男33例，女29例。总体男∶女=137∶132，性别、年龄分布见表1。各年龄性别构成的差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 各年龄段年龄及性别分布

2.3 测量结果

L4∕5椎间盘测量结果见表2。男女两性间比较，各年龄组男性的椎间高度均大于女性，其中，青年组两性间差异无统计学意义（P＞0.05），而中年组和老年组两性别间差异有统计学意义（P＜0.05）；各年龄组男性的终板长度均小于女性，但各年龄组两性间差异均无统计学意义（P＞0.05）。各年龄组男性的椎间高度指数均显著大于女性（P＜0.05）。

表2 各年龄组L4∕5影像测量结果（±s）与比较

表2 各年龄组L4∕5影像测量结果（±s）与比较

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指标椎间高度（m m）青年组中年组老年组P值上下终板长度（m m）青年组中年组老年组P值椎间高度指数青年组中年组老年组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

年龄组间比较，男女两性别的青年组与中年组之间椎间高度的差异无统计学意义（P＞0.05），但是老年组椎间高度较青年和中年组显著降低（P＜0.05）。男女两性别青年组与中年组之间平均终板长度的差异无统计学意义（P＞0.05），但是老年组终板长度较青年和中年组显著增大（P＜0.05）。男女两性别的青年组与中年组之间椎间高度指数的差异无统计学意义（P＞0.05），但是老年组椎间高度指数比较相较青年和中年组显著降低（P＜0.05）。

2.4 L4∕5 椎间测量的相关分析

年龄与L4∕5椎间测量指标的相关性分析结果见表3，年龄与椎间高度呈负相关（P＜0.05），年龄与终板长度呈正相关（P＜0.05），年龄与椎间高度指数呈显著负关相（P＜0.05）。相比之下，年龄与椎间高度指数相关性的r值最大。

表3 L4∕5椎间测量指标与年龄的相关分析

3 讨 论

以往的大多研究结果都认为，因为退变的原因，椎间高度随着年龄的增长逐渐降低。本研究结果显示中年组椎间高度较青年组大，提示椎间高度在60岁以前随着年龄增长反而增加，虽然差异没有统计学意义。分析原因主要有以下几点：本研究的研究对象为L4∕5影像学正常的人群，反映的是相对正常的 L4∕5椎间隙参数随年龄变化的规律，而以往研究中大多是随机抽取的大样本病例或者L4∕5已经有退变的病例，对于已经有退变的病例，椎间隙丢失会比较明显。其次，也有学者研究得出同样的结论，比如Kuofi［8］研究椎间高度变化与年龄的关系发现，腰椎各节段椎间高度随年龄的增长而增大，但在50岁以后，椎间高度明显减小。他认为这种规律与人的生长发育规律相关，并且在45岁左右椎间盘的重塑参与了椎间高度的变化。Twomey［9］在尸体标本上测量了椎间盘前、后缘的高度以及椎间盘中央高度，结果发现，椎间盘中央高度随着年龄的增长而增加。这些结果都提示影像学正常的椎间高度可能随着年龄增长反而增大。

60岁以后，人体衰老加剧，椎间高度和终板长度也随之变化。本研究发现，60岁以后椎间高度较前明显降低。这与大多数研究结果一致［10］。主要原因还是椎间盘自然退变的结果。但本研究测量的数值结果大于一些研究结果，比如有学者研究我国人群全脊柱椎间盘平均高度为（12.8±2.24）mm，其中男性为（12.29±1.51）mm，女性为（12.09±2.83）mm，并且在40～45岁以后逐渐退变，高度逐渐降低［11］。分析可能有以下原因：首先，本课题研究的是影像学正常的L4∕5椎间高度，按脊柱椎间高度变化规律，腰椎椎间隙高度自 L1～5逐渐增大，L4∕5椎间高度达到最大，而先前学者研究的是脊柱平均椎间高度，所以两研究对象有差异。其次，本研究按年龄分组，发现椎间高度在中年组和青年组较大，但60岁以后，椎间高度明显丢失，所以平均椎间高度与文献研究相差不大。本研究还发现，终板长度较前显著增长，随着年龄的增长，L4∕5椎间隙上下终板平均长度增大，可能是由于脊柱的正常退变中，骨量的丢失，椎体形态变化，致使椎体变扁［12］，终板变长。各年龄组内性别间比较，男性L4∕5椎间隙上下终板平均长度较女性小，也有相关研究表明，同年龄段，女性骨质疏松较男性严重，致使椎体塌陷，上下终板变长，也解释了老年组中女性椎间指数较男性显著变小的原因。

衡量椎间高度的测量指标很多，本研究与之前的研究都表明，椎间高度随年龄的变化而变化，且椎间高度与年龄、性别、身高、体重等因素有关［10,13,14］。本研究中椎间高度指数将椎间隙上下终板的长度纳入计算指标，在一定程度上减小了个体因素的差异［6］。在各年龄组性别间比较，椎间高度指数都有显著性差异，表明椎间高度指数反应性别间差异更敏感。相关分析发现，椎间高度和椎间高度指数与年龄呈显著负相关；终板与年龄呈正相关，但相关性不大（r=0.197，P=0.037），相比之下年龄与椎间高度指数相关性的r值最大，提示椎间高度指数可以更好的反映L4∕5椎间隙参数的年龄变化差异。也提示在临床工作中，重建椎间高度时要充分考虑不同年龄段之间和性别间存在的差异。

总之，60岁以前，L4∕5椎间高度随着年龄的增长而增大，但在60岁以后，L4∕5椎间高度显著下降。椎间高度指数可更好地反映L4∕5的年龄变化与性别间差异，重建椎间高度时要充分考虑不同年龄段之间和性别间存在的差异。本研究的不足：首先，样本量不足，各年龄段病例数不均，存在一定偏倚；其次，本研究是横断面研究，并不能反映个体L4∕5椎间隙参数随着年龄变化的纵向变化。