腰4、5退变性滑脱的相关解剖学和形态学参数的对比研究*

陈曦 孙旭 陈忠辉 王斌 刘臻 朱泽章* 邱勇

论著·临床研究

腰4、5退变性滑脱的相关解剖学和形态学参数的对比研究*

陈曦 孙旭 陈忠辉 王斌 刘臻 朱泽章* 邱勇

目的观察成人退变性腰椎滑脱患者形态学参数和解剖学特征，探讨L4、L5退变性滑脱的差异性。方法回顾性分析124例退变性腰椎滑脱患者，男20例，女104例；年龄46～70岁（平均49.3岁）；其中L4退变性滑脱103例，L5退变性滑脱21例；以75例年龄43～69岁（平均47.7岁）匹配的正常成人为对照组，男24例，女51例。在站立位全脊柱X线片上测量形态学参数：骨盆入射角（Pelvic incidence,PI）、骨盆倾斜角（Pelvic tilt, PT）、骶骨倾斜角（Sacralslope,SS）、腰椎前凸角（Lumbar lordosis,LL）、胸椎后凸角（Thoracic kyphotic,TK）和矢状面平衡（Sagittalverticalaxis,SVA）；解剖学参数：髂骨高度（Iliac crestheight,ICH）、骶骨平台角（Sacral table angle,STA）、L4和L5椎体指数（Lumbarindex,LI）、L4和L5椎体相对横突长度（Transverseprocesslength, TPL）和横突宽度（Transverse process width,TPW）。采用独立样本检验比较滑脱组与对照组及滑脱组内L4退变组、L5退变组之间的差异。结果滑脱组脊柱骨盆参数PI、PT、SS、LL和SVA为（57.9±10.3）°、（18.4±7.4）°、（39.9±8.3）°、（54.7±10.9）°和（28.6±18.2）mm，明显正常高于对照组的（43.7±11.6）°、（13.7±6.9）°、（30.2±8.2）°、（48.3±10.1）°和（13.1±19.9）mm滑脱组解剖学参数L4TPW、L5TPW、L4LI、L5LI和STA分别为（0.17±0.06）、（0.16±0.04）、（0.84±0.09）、（0.83±0.07）和（89.7±4.8）°，显著低于对照组为（0.25±0.09）、（0.23±0.07）、（0.94±0.06）、（0.92±0.08）和（98.8±3.5）°滑脱组L4TPL和L5TPL较正常对照组无显著差异滑脱组内，L4DS组和L5DS组ICH分别为（0.67±1.1）和（-1.1±0.98），L4退变组组ICH值显著高于L5退变组其它脊柱骨盆参数和解剖学参数均未见显著差异结论腰椎DS发生可能与矢状面形态和腰骶部解剖学特征有关，而DS发生的节段与髂骨高度有关，较高的髂骨则保护了L5使得L4发生滑脱风险增高。

退变性腰椎滑脱；髂骨高度；横突宽度

退变性腰椎滑脱（Degenerative spondylolisthesis,DS）是指退行性变导致的腰椎在生理负荷下丧失维持椎体间正常位置关系的能力，椎体滑脱后脊柱的稳定性遭到破坏，椎体向前滑移，同节段神经根遭受向腹侧的牵拉。此外，硬脊膜囊可被下位正常椎体后上缘压迫，从而造成对神经根和马尾神经的压迫或刺激，是引起慢性腰腿痛的最常见原因之一[1-3]。DS常见于中老年女性，发病率约为4.1%，其病因尚不十分明确[2]。近年来的研究结果显示骨盆与脊柱矢状面形态和腰椎的解剖学特征在腰椎滑脱的发生发展过程中起到重要作用[4-6]。但既往研究多将不同节段的退变性滑脱患者做为整体和正常人比较，缺少单一中心不同滑脱节段之间的对比研究结果，且L4和L5退变性滑脱患者在脊柱骨盆矢状面形态和解剖学参数之间是否存在差异目前尚不清楚。本研究通过与正常人全脊柱X线对比，来观察L4和L5退变性滑脱患者脊柱骨盆矢状面形态参数和解剖学参数的特点，对上述问题进一步探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2008年1月～2013年8月我院收治的退变性腰椎滑脱症且具有完整影像资料的患者，所有患者均通过详询病史、体格检查、影像学检查获得明确诊断。影像学检查包括术前站立位全脊柱正侧位X线片，仰卧位腰椎正侧位及左右斜位X线片，腰椎CT及MRI平扫。病例纳入标准：退变性腰椎滑脱；年龄20～70岁。排除标准：先天性或峡部裂性腰椎滑脱；多节段腰椎滑脱；腰椎骶化；合并有脊柱创伤、结核、肿瘤、代谢性骨病及并发脊柱侧凸患者；已接受过脊柱方面手术的病例。共纳入患者124例，其中L4退变性滑脱103例，L5退变性滑脱21例，男20例，女104例，年龄46～70岁，平均49.3岁。同时选取门诊健康查体的75例正常成人作为对照组男24例，女51例，年龄43～69岁，平均47.7岁。

1.2 测量方法与评估参数

均在站立位全脊柱正侧位X线片上测量脊柱-骨盆参数和滑脱相关解剖参数，所有参数的测量均用（SurgimapSpine软件Version:1.1.2.293，Nemaris Inc,New York）完成。

1.2.1 骨盆参数（图1a）[7,8]：

骨盆入射角（PI）：骶骨终板中点与双侧股骨头中心所连直线与S1上终板垂线形成的夹角；骨盆倾斜角（PT）：骶骨终板中点与双侧股骨头中心所连直线与水平垂线形成的夹角；骶骨倾斜角（SS）：骶骨上终板切线与水平线之间的夹角。

1.2.2 脊柱参数（图1b）[7,8]：

胸椎后凸角（TK）：T5椎体上终板切线与T12椎体下终板切线之间的夹角；腰椎前凸角（LL）：L1椎体上终板切线与S1上终板切线之间的夹角，前凸记为正值，后凸记为负值；矢状面平衡（SVA）：C7铅垂线与骶骨后上角之间的水平距离，以C7铅垂线落在骶骨后上角前方记为正值。

1.2.3 解剖学参数（图1c，1d）[9]：

髂骨高度（ICH）[6]：将L4椎体后缘等分为3份，自上而下赋值为3、2、1；同样L5椎体后缘赋值为-1、-2、-3。L4/5椎间隙赋值为0。髂骨翼高度为侧位片上两侧骼骨翼与L4或L5椎体后缘交点所在分值区域的平均值；L4和L5横突的相对长度（TPL）：相应椎弓根外侧缘到横突远端的距离/椎体冠状面直径；L4和L5横突的相对宽度（TPW）：相应椎弓根外侧缘到横突远端线段的中垂线与横突上下缘两个交点之间的距离/椎体冠状面直径；L4和L5椎体指数（LI）：相应椎体后缘高度/椎体前缘高度；骶骨平台角（STA）：S1上终板与骶骨后缘的夹角。

图1a 在站立位全脊柱侧位X线片上测量以下骨盆参数：PI，骨盆入射角；PT，骨盆倾斜角；SS，骶骨倾斜角。图1b 在站立位全脊柱侧位X线片上测量以下脊柱矢状面参数：TK，胸椎后凸角；LL，腰椎前凸角；SVA，矢状面轴向垂直距离。图1c 在站立位全脊柱侧位X线片上测量：ICH，髂骨高度。图1d 在站立位全脊柱正位X线片上测量：TPL，横突长度；TPW，横突宽度

1.3 统计学分析

由同一名脊柱外科医生对上述参数测量两次取平均值。应用SPSS 13.0（Chicago,IL,美国）软件进行统计分析。采用独立样本检验比较滑脱组与对照组及滑脱组内L4和L5组之间的差异。以为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 脊柱-骨盆参数测量结果

滑脱组和正常对照组脊柱骨盆矢状面参数测量结果见表1。滑脱组患者PI、PT、SS、LL和SVA分别为（57.9±10.3）°、（18.4±7.4）°、（39.9±8.3）°、（54.7±10.9）°和（28.6±18.2）mm，显著高于正常对照组的（43.7±11.6）°、（13.7±6.9）°、（30.2±8.2）°、（48.3±10.1）°和（13.1±19.9）mm。对L4滑脱组和L5滑脱组对比分析，两组患者PI、PT、LL、SS、TK和SVA均未见显著差异（

表1 两组患者脊柱-骨盆参数比较

2.2 解剖学参数测量结果

滑脱组和正常对照组解剖学参数测量结果见表2。滑脱组STA、L4LI和L5LI、L4TPW和L5TPW分别为（89.7±4.8）°、（0.84±0.09）和（0.83±0.07）、（0.17±0.06）和（0.16±0.04），显著低于正常对照组的（98.8±3.5）°、（0.94±0.06）和（0.93± 0.07）、（0.25±0.09）和（0.23±0.07），滑脱组L4TPL和L5TPL与对照组相比未见统计学差异对L4滑脱组和L5滑脱组对比分析，两组患者STA、L4和L5椎体的LI、TPW和TPL均未见显著差异；L4滑脱组ICH为（0.67±1.1），显著高于L5滑脱组的（-1.1±0.98）（图2a，2b）。

表2 滑脱组与对照组腰骶解剖学参数测量结果

图2a 患者女，54岁，L4椎体退变性滑脱，在站立位全脊柱侧位X线片上测量ICH为0.5。图2b 患者女，63岁，L5椎体退变性滑脱，在站立位全脊柱侧位X线片上测量ICH为-3

3 讨论

3.1 退变性滑脱患者脊柱-骨盆形态学特征分析

自Duval-Beaupere等[10]在1992年首次提出了PI这一概念后，众多研究一致的认为PI与腰滑脱具有显著相关性，较大的PI可能是引起腰椎滑脱的危险因素[1,4,7,8,11]。Aono等[12]在一项前瞻性研究中对142例中年健康女性志愿者进行长达8～14年的影像学观察，末次随访时发现18例志愿者出现退变性腰椎滑脱，患病人群的PI平均值显著高于未发生滑脱人群，此研究结果提示较高的PI值在腰椎退变性滑脱的发生有预测作用。Barrey[4]等人对40例腰椎退变性滑脱患者和154例无症状正常人骨盆参数进行研究发现，正常人的PI为（52±10.7）°，退变性滑脱组患者PI为（60.1±10.6）°，两组人群之间具有显著的统计学差异。Roussouly等[13]基于SS值、腰椎前凸顶点和腰椎前凸上下弓的弧度等参数将正常成人的腰椎形态分为4种不同亚型，并指出不同的矢状位曲度与腰椎退变性疾病间有着重要联系，其中IV型人群具有较大的PI、LL和SS值，相对于其它3种亚型，IV型人群出现比例较高比例的退变性腰椎滑脱。Roussouly等[14]在后续的研究中指出，较高的PI值，往往意味着较高的SS值，LL也会代偿性的增高，过高的LL会导致腰椎后方关节突关节的应力集中，加速腰椎退变性改变。发生退变性滑脱患者，骨盆与脊柱的正常平衡关系被打破，躯干重力线前移。本研究结果显示，退变性滑脱组患者SVA较正常对照组显著前倾。何守玉等[7]认为LL增大的意义在于维持滑脱患者脊柱的整体矢状面平衡，以代偿脊柱因脊椎向前滑移造成的总体平衡丢失。与此同时，退变性滑脱患者为代偿躯干重心的前移，其髋关节周围的臀伸肌收缩牵拉骨盆后旋PT增加，SS值发生相应变化以适应人体不同姿势体位下的矢状位平衡。

3.2 退变性腰椎滑脱患者解剖学特征分析

众多研究表明腰椎退变性滑脱与其局部的解剖学特点密切相关，且形成了两种被广泛接受的病因学说：椎间盘的异常；关节突关节方向的改变[6,7]，但其它局部解剖结构与退变性腰椎滑脱发生发展之间的关系尚存争议。张剑刚等[6]测量了退变性腰椎滑脱症患者的L5横突长度和宽度，较常人未见显著差异，且L4和L5滑脱患者L5横突长度未见显著差异。而Chen等[15]研究发现L5滑脱患者其L5横突长度显著高于L4滑脱患者。张剑刚等[6]认为研究结果的差异可能与样本有关。在本次研究中，笔者测量各组人群的L4和L5横突的长度和宽度，得到了不同的结果。与正常人群相比，滑脱组患者横突长度未见显著差异，但滑脱组人群横突宽度较正常人群显著降低，L4和L5滑脱患者横突长度和宽度未见显著差异。Farfan等[16]认为横突的宽度髂腰韧带强度相关，相应粗大的横突可为髂腰韧带提供较大面积的附着点，可将椎体牢固的固定在髂脊上，防止其向前方滑脱。Aihara等[17]在人体解剖上证实了髂腰韧带宽度与L5横突宽度相关，与L5横突长度不相关，L5横突宽则相应的髂腰韧带强度高。张国川等[18]对26例中国人尸体标本进行形态学观察发现髂腰韧带由上下两部分构成，上部分主要起自于L4横突，下部分主要起自于L5横突，并认为附着与L5横突上的韧带是髂腰肌防止L5滑脱的主要结构，且上部和下部韧带协同作用可稳定L4椎间盘，有助于对抗L4椎体滑脱。LI是椎体后缘高度与前缘高度的比值，反映了椎体的楔形变程度。而滑脱患者LI值特点同样存在争议，张剑刚等[6]人对60例退变性腰椎滑脱患者观察发现其滑脱节段LI值显著低于对照组，而Chen等[15]通过测量中年女性退变性患者滑脱节段尾侧椎体的LI，发现滑脱组的LI高于相同年龄段的健康女性。在本次研究中，笔者测量各组人群的L4和L5的椎体指数，发现不同腰椎节段滑脱患者L4和L5的椎体指数均小于正常人群，此研究结果支持张剑刚等的结论，即LI越小，椎体向背侧楔人的角度就越大该椎体所承受的向前剪切力也就越大，椎体发生滑脱的几率增加。

3.3 L4滑脱和L5滑脱对比分析

退变性腰椎滑脱常见于L4和L5节段，且L4节段滑脱多于L5，这可能与髂骨的高度有关。余庆阳等[19]人认为两侧髂骨连线高低是下腰椎间盘损伤和退变的影响因素，而当两侧髂骨高度较低时，人体重心线可能下移，加上低矮的髂嵴，使L5/S1椎间盘失去一部分屏障，增加了椎间盘的损伤机会和退变的因素。Kong等[20]认为髂骨嵴是腰部各运动肌群和髂腰韧带的的主要附着部，可为椎体提供一个保护环境，有效的抵抗和缓冲外力，但这也同时也可造成头侧节段的应力集中，而使该节段退变加段。本次研究中对103例L4退变性滑脱和21例L5退变性滑脱患者进行对比分析，发现两组患者各脊柱骨盆参数间均无统计学差异，意味着两组滑脱症患者具有相似的脊柱骨盆矢状面形态，同时两组患者解剖学参数除髂骨高度外均未见显著差异，L4滑脱患者髂骨高度显著高于L5滑脱患者。因此笔者认为较低的髂骨可能由于缺乏对L5的有效保护作用从而导致L5发生滑脱，而较高的髂骨则保护了L5使得L4发生滑脱风险增高。

综上所述，退变性腰椎滑脱患者脊柱-骨盆参数和常人相比PI、PT、SS、LL均较大，躯干重力线前移（SAV增加）。同时滑脱患者LI较小，横突较细。腰椎退变性滑脱的发生可能与矢状面形态和腰骶部时解剖学特征有关，而发生滑脱的节段与髂骨高度有关，较高的髂骨则保护L5使得L4发生滑脱风险增高。

[1]Gille O,Challier V,Cavagna R,et al.Degenerative lumbar spondylolisthesis.Cohort of 670 patients,and proposal of a new classification[J].Orthop Traumatol Surg Res,2014,100(6 Suppl): 311-315.

[2]范顺武，赵兴.腰椎不稳和和腰椎滑脱相关问题[J].中国骨伤，2010，23（4）:241-247.

[3]MelnykAD,ChakJD,SinghV,etal.Characterizationofthebehavior of a novel low-stiffness posterior spinal implant under anterior shear loading on a degenerative spinal model[J].Eur Spine J,2015,24(4): 775-782.

[4]Barrey C,Jund J,Perrin G,et al.Spinopelvic alignment of patients with degenerative spondylolisthesis[J].Neurosurgery,2007,61(5) :981-986.

[5]陈谦，丁文元，申勇，等.第4腰椎退变性滑脱与影像学参数的关系分析[J].中华外科学杂志，2014，2（52）:122-127.

[6]张剑刚，丁文元，申勇，等.解剖学因素在退变性腰椎滑脱发生中的意义[J].中国脊柱脊髓，2012，22（5）:443-448.

[7]何守玉，朱锋，邱勇，等.成人峡部裂性腰椎滑脱患者脊柱-骨盆矢状面参数变化及其临床意义[J].中国脊柱脊髓，2014，2（24）: 109-115.

[8]刘勇，刘臻，朱锋，等.成人腰椎峡部裂性滑脱症与退变性滑脱症患者脊柱骨盆矢状面形态学研究[J].中国脊柱脊髓，2012，4（23）:307-311.

[9]Hosoe H,Ohmori K.Degenerative lumbosacral spondylolisthesis: possible factors which predispose the fifth lumbar vertebra to slip [J].J Bone Joint Surg Br,2008,90(3):356-359.

[10]Duval-Beaupere G,Schimdt C,Cosson P.A barycentremetric study of the sagittal shape of spine and pelvis:the conditions required for an economic standing position[J].Ann Biomed Eng,1992,20(4): 451-462.

[11]杨曦，宋跃明.脊柱骨盆矢状位曲度对腰椎退变性疾病的影响[J].中国脊柱脊髓，2013，23（10）:935-939.

[12]AonoK,KobayashiT,JimboS,etal.Radiographicanalysisofnewlydeveloped degenerative spondylolisthesis in a meantwelve-year prospective study[J].Spine,2010,35(8):887-891.

[13]RoussoulyP,GolloglyS,BerthonnaudE,et al.Classificationofthe normal variation in the sagittal alignment of the humanlumbar spine and pelvis in the standing position[J].Spine,2005,30(3):346-353.

[14]Roussouly P,Gollogly S,Berthonnaud E,et al.Sagittal align ment of the spine and pelvis in the presence of L5-S1isthmiclysis and low-grade spondylolisthesis[J].Spine,2006,31(21):2484-2490.

[15]Chen IR,Wei TS.Disc Height and Lumbar Index as Independent Predictors of Degenerative Spondylolisthesis inMiddle-Aged Women With Low Back Pain[J].Spine,2009,34（13）:1042-1049.

[16]Farfan HF,Osteria V,LamyC.The mechanical etiology of spondylolysis and spon lolisthesis[J].Clin Orthop,1976,11(1):40.

[17]Aihara T,Takahashi K,Yamagata M,et al.Does the iliolumbar ligament prevent anterior displacement of the fifth lumbar vertebra with defects of the pars[J].J Bone Joint Surg Br,2000,82 (6):846-850.

[18]张国川，张英泽，宋朝晖，等.骼腰韧带的形态及抗L5椎体滑脱的生物力学研究[J].中国临床解剖学杂志，2007，25（1）:85-88.

[19]余庆阳，卢笑勤.下腰椎问盘退变与两侧髂骨连线高度的相关性研究报告[J].颈腰痛杂志，2010，31（2）:135-138.

[20]Kong CG,Park JS,Park JB.Sacralization of L5in radiological studies of degenerative spondylolisthesis at L4-L5[J].Asian spine J, 2008,2(1):34-37.

The characteristics of morphological and anatomical parameters of adult degenerative spondylolisthesis

Chen Xi,Sun Xu,Chen Zhonghui,et al.Department of Spine Surgery,Nanjing Drum Tower Hospital Clinical College of Nanjing Medical university,Nanjing Jiangsu,210008,China

Objective To analyze and compare spino-pelvic andanatomicalparameters of degenerative spondylolisthesis (DS)patients and to assess the differences between the L4&L5DS.Methods 124 DS patients(20 males,104 females) with a mean age of 49.3 years(range,46 to 70 years)and 75 normal adults(24 males,51 females)with a mean age 47.7 years(range,43 to 69 years)were recruited in this retrospective study.DS group contained 103 L4cases and 21 L5cases.Spinopelvic and anatomical parameters were analyzed on preoperative full spine x-rays in a standardized standing position.Spinopelvic parameters weremeasuredasfollowing:pelvic incidence,sacralslope,pelvictilt,lumbar lordosis, thoracic kyphosis,and positioning of the C7plumb line.Anatomicalparameters were measured as following:iliac crest height,sacral tableangle,L4and L5transverseprocesslength,L4andL5transverseprocesswidth,L4and L5lumbarindex. Differences in sagittal parameters among groups were analyzed by using independent samples t-test.Results The PI,PT, SS,LL and SVA were(57.9±10.3)°,(18.4±7.4)°,(39.9±8.3)°,(54.7±10.9)°and(28.6±18.2)mm respectively, whichweresignificanthigherinsubjectswithDSthanthoseinthecontrolgroup（(43.7±11.6)°、(13.7±6.9)°、(30.2±8.2) °、(48.3±10.1)°and(13.1±19.9）mm).Comparedwith the control group,theTPWofL4(0.17vs0.25,and L5(0.19 vs 0.24,were extremely shorter,the STAwere moreinclined(98.5°vs 90.3°,and the LI of L4(0.84 vs 0.94,and L5were lower(0.83 vs 0.92,in the DS group.On comparison between the L4and L5DS groups,there was no difference in all the spino-pelvic parametersAnatomicalparameters such as STA,TPL and TPWdemonstrating no significant difference,while the ICH were significant higher in L4DS group (0.67vs-1.1,Conclusion Morphological and anatomical parameters might be related to theoccurrenceof degenerativelumbarspondylolisthesis,whilethelevel ofvertebral bodyslippage weremore likelyassociated with the ICH,the ilium with a higher iliac crest act a role in protecting L5from slipping,which predispose the L4vertebra to slip.

Degenerative spondylolisthesis;Iliac crest height;Transverse process width

R681.5

B

10.3969/j.issn.1672-5972.2016.05.007

swgk2015-11-00233

陈曦（1989-）男，博士研究生在读。研究方向：脊柱外科。

*[通讯作者]朱泽章（1973-）男，博士，教授，博士生导师。研究方向：脊柱外科。

2015-11-25）

消息·会讯

第一批10+1南京临床医学中心项目

南京医科大学鼓楼临床医学院脊柱外科，江苏南京210000