L4～S1椎弓根形態(tài)與椎板間及椎間孔大小的相關(guān)性

王 璨，王 亮，李 陽，王海濱，高忠亞，盧旭華*，陳 路*

1.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院骨科，南充 637100

2.海軍軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院骨科，上海 200003

腰椎在脊柱中活動范圍廣，承受壓力大，特別是下腰椎，最易發(fā)生退行性變導(dǎo)致的腰椎椎間盤突出癥（LDH），其中以L4/L5及L5/S1節(jié)段最為常見［1-2］。隨著脊柱微創(chuàng)技術(shù)的迅速發(fā)展，經(jīng)椎板間和椎間孔入路是目前內(nèi)窺鏡技術(shù)的主要入路［3］，椎弓根直接或間接參與組成這2 個通道，是術(shù)中的重要解剖參考標(biāo)志之一。既往研究［1-2，4-5］對椎弓根、椎板間和椎間孔的解剖結(jié)構(gòu)及形態(tài)特征有了一定認(rèn)識，但缺乏對椎弓根形態(tài)（長度與角度）與相應(yīng)節(jié)段椎板間及椎間孔大小之間相關(guān)性的研究?；诖耍狙芯恐饕ㄟ^對LDH 患者L4～ S1節(jié)段的影像學(xué)測量，研究和探討椎弓根長度、角度與相應(yīng)節(jié)段椎板間及椎間孔大小的相關(guān)性，進(jìn)一步認(rèn)識人脊柱的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為臨床進(jìn)行腰椎全內(nèi)窺鏡下手術(shù)提供相關(guān)的解剖學(xué)依據(jù)和術(shù)前預(yù)判，減少術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡18 ～ 55歲；②影像學(xué)確診為L4/L5或L5/S1節(jié)段LDH；③腰椎X線片和CT影像學(xué)資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①影像學(xué)資料提示L4/L5或L5/S1節(jié)段椎弓根及椎板破壞，如骨折等；②合并腰椎滑脫、畸形、腫瘤、感染等。按照上述標(biāo)準(zhǔn)，納入2020年1月—2022年6月海軍軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院收治的50例L4/L5或L5/S1節(jié)段LDH患者作為研究組，并選取同時期50名健康成年志愿者作為對照組。其中，研究組男34例、女16例，年齡為（40.94±9.61）歲，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）為（25.04±3.02） kg/m2；對照組男24例、女26 例，年齡為（36.16±10.55）歲，BMI為（23.58±3.51） kg/m2。2組性別、年齡和BMI等一般資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05），具有可比性。本研究經(jīng)海軍軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院倫理委員會審核備案。

1.2 影像學(xué)指標(biāo)測量

所有患者接受腰椎正側(cè)位X 線（DitalDiagnost，飛利浦，荷蘭）和CT 平掃（Brilliance，32 層，管電流220 mA，管電壓120 kV，層厚1.0 mm，飛利浦，荷蘭）及三維重建（層厚1.0 mm，間距0.5 mm）檢查。在腰椎正側(cè)位X 線片上測量L4/L5和L5/S1椎板間隙的最大高度和寬度，在CT 上測量椎弓根長度和角度、椎間孔最小高度和寬度，以上指標(biāo)均采用IMPAX6.3.4095—AGFA 系統(tǒng)測量。為減少測量誤差，每項(xiàng)指標(biāo)均由3 位脊柱外科醫(yī)師獨(dú)立測量，取平均值，同一椎體左右兩側(cè)再取平均值，記錄并作為測量值。參考文獻(xiàn)［2，4-10］的方法，測量左右椎弓根長度（圖1a）、椎弓根外展角（圖1b）、椎間孔高度與寬度（圖1c、d）、椎板間高度與寬度（圖1e）、椎弓根頭傾角（圖1f）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 21.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)評估數(shù)據(jù)分布，用Levine 檢驗(yàn)評估方差齊性，如果呈正態(tài)分布，以±s表示，采用t檢驗(yàn)；如果呈非正態(tài)分布，采用中位數(shù)（下四分位數(shù)，上四分位數(shù)）表示，采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)；以P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Pearson相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)評價參數(shù)關(guān)系；采用逐步多元線性回歸的多元相關(guān)性來確定相關(guān)變量對椎間孔及椎板間大小的獨(dú)立影響。

2 結(jié) 果

2組L4～ S1椎弓根長度、L4/L5及L5/S1節(jié)段椎間孔和椎板間高度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05，表1）。研究組S1椎弓根外展角小于對照組；研究組L4椎弓根頭傾角高于對照組，S1椎弓根頭傾角低于對照組；研究組L4與L5、L5與S1椎弓根頭傾角差值低于對照組；研究組L4/L5和L5/S1節(jié)段椎間孔寬度、椎板間寬度小于對照組；以上指標(biāo)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，表1）。

表1 2 組影像學(xué)指標(biāo)比較Tab. 1 Comparison of imaging indicators between 2 groups

進(jìn)一步將各指標(biāo)與L4/L5和L5/S1節(jié)段的椎間孔及椎板間高度和寬度進(jìn)行Pearson 相關(guān)分析，年齡與椎板間高度和寬度及椎間孔高度呈負(fù)相關(guān)，椎弓根外展角與椎板間寬度呈正相關(guān)，椎弓根長度與椎間孔寬度呈正相關(guān)，相鄰腰椎椎弓根頭傾角差值與椎間孔寬度呈正相關(guān)，椎板間寬度與椎間孔寬度呈正相關(guān)（表2）。

表2 椎間孔及椎板間高度和寬度的Pearson相關(guān)分析Tab. 2 Pearson correlation analysis of height and width of foramen and interlaminae

再對每個節(jié)段進(jìn)行多重線性回歸建模，患者的年齡、椎弓根長度及角度與椎間孔及椎板間大小獨(dú)立相關(guān)，L5、S1椎弓根外展角與椎板間寬度顯著正相關(guān)（P＜0.05），L5椎弓根頭傾角與L4/L5及L5/S1椎間孔高度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；相鄰腰椎椎弓根頭傾角差值與椎間孔寬度顯著正相關(guān)（P＜0.05）。得到8 個擬合直線。

L4/L5椎間孔高度（mm）=18.016-0.048×年齡（歲）-0.094×L5椎弓根頭傾角（°）+0.043×體質(zhì)量（kg）；（R2=0.225，P＜0.05）。

L4/L5椎間孔寬度（mm）=1.383+0.387×L5椎弓根長度（mm）+0.101×L4與L5椎弓根頭傾角差值（°）+0.099×L4/L5椎板間寬度（mm）；（R2=0.254，P＜0.05）。

L4/L5椎板間高度（mm）=17.42-0.082×年齡（歲）；（R2=0.10，P＜0.05）。

L4/L5椎板間寬度（mm）=0.513×L5椎弓根外展角（°）+10.254×身高（cm）+0.556×L4/L5椎間孔寬度（mm）-10.431；（R2=0.461，P＜0.05）。

L5/S1椎間孔高度（mm）=10.103-0.097×L5椎弓根頭傾角（°）+0.035×體質(zhì)量（kg）+0.203×L5/S1椎板間高度（mm）；（R2=0.225，P＜0.05）。

L5/S1椎間孔寬度（mm）=0.332×L5椎弓根長度（mm）+0.064×L5與S1椎弓根頭傾角差值（°）+0.139×L5/S1椎板間寬度（°）；（R2=0.254，P＜0.05）。

L5/S1椎板間高度（mm）= 12.12-0.05×年齡（歲）+0.330×L5/S1椎間孔高度（°）；（R2=0.078，P＜0.05）。

L5/S1椎板間寬度（mm）=14.712-0.100×年齡（歲）+0.330×S1椎弓根外展角（°）+0.715×L5/S1椎間孔寬度（°）；（R2=0.327，P＜0.05）。

3 討 論

近年來，內(nèi)窺鏡下腰椎融合內(nèi)固定術(shù)在國內(nèi)發(fā)展迅速，經(jīng)椎板間入路和經(jīng)椎間孔入路是目前主要的術(shù)式。本研究通過對椎弓根長度和角度的分析，來預(yù)測椎間孔和椎板間大小及手術(shù)難易程度，指導(dǎo)臨床入路選擇，達(dá)到優(yōu)化手術(shù)方式、減少手術(shù)并發(fā)癥的目的。腰椎內(nèi)窺鏡下手術(shù)均可通過椎板或關(guān)節(jié)突成形，使工作通道順利到達(dá)靶點(diǎn)［11］。張海峰等［5］指出，術(shù)前椎間孔和椎板間的測量對研判手術(shù)切除骨量具有重要意義。術(shù)前根據(jù)椎弓根、椎板間和椎間孔形態(tài)結(jié)構(gòu)選擇不同的手術(shù)入路，經(jīng)椎板間或椎間孔暴露椎間盤過程中，內(nèi)窺鏡下常以下位椎體椎弓根為參考點(diǎn)，通過切除上下關(guān)節(jié)突后的Kambin三角［3，12-13］，貼近并參照椎弓根上緣外展及頭傾角和方向置入融合器，此方法可遠(yuǎn)離神經(jīng)行走根和出口根，避免意外損傷硬膜或神經(jīng)根，將融合器安全置入椎間隙偏中線的位置，學(xué)習(xí)曲線相對平緩，更易掌握。

本研究結(jié)果顯示，脊柱退行性變隨著年齡增長逐漸加重，椎板間及椎間孔高度和寬度均變小，身高與椎弓根角度和長度無顯著相關(guān)性，與喬風(fēng)雷等［4］、張海峰等［5］和Yan 等［14］的研究結(jié)論部分一致。目前被廣泛接受的椎間孔解剖結(jié)構(gòu)是指一個具有上、下椎弓根邊界的沙漏形椎間室［15］，腰椎CT 三維重建可見L4/L5、L5/S1椎間孔的高度和寬度遞減［4］，與本研究測量結(jié)果一致。L5椎弓根頭傾角與L4/L5和L5/S1椎間孔高度呈負(fù)相關(guān)，在極度彎腰時椎間孔高度增大［16-17］。相鄰椎弓根頭傾角差值與椎間孔寬度呈正相關(guān)，腰椎退行性變加重、生理曲度減小時，椎間孔寬度會相應(yīng)減小，導(dǎo)致椎間孔狹窄，出口神經(jīng)根受壓，引起腰腿痛。腰椎椎弓根垂直于椎體后緣切線時椎間孔狹窄部最寬。L4至S1椎弓根外展角逐漸增大，椎間孔方向由側(cè)方移行至斜前方，在椎間孔建立通道時，穿刺難度增加，手術(shù)皮膚開口離棘突中線距離也需增加，目的是使工作通道順利到達(dá)靶點(diǎn)，不被關(guān)節(jié)突阻擋，切除最少的骨質(zhì)，避免破壞腰椎穩(wěn)定性，因此，L4/L5節(jié)段病變時選擇椎間孔入路更有優(yōu)勢。本研究結(jié)果進(jìn)一步顯示，L5/S1椎板間高度和寬度均大于L4/L5節(jié)段，高度與寬度的乘積也大于L4/L5節(jié)段，因此，L5/S1節(jié)段病變時選擇椎板間入路相對更安全，與別業(yè)俊等［2］和張海峰等［5］的研究結(jié)果一致。本研究組在測量過程中發(fā)現(xiàn)，L4/L5到L5/S1椎間孔高度（即相鄰椎弓根距離）遞減，椎弓根矢狀位角度差遞增，相對應(yīng)椎板弧線距離遞減，但椎板間隙高度卻遞增，考慮與L5椎板高度減小有關(guān)［1-2，5］。另外，椎弓根頭傾角逐漸增大，椎弓根與相連的椎板夾角逐漸增加［18］，椎板頭傾角度越大，越容易出現(xiàn)“百葉窗”現(xiàn)象，導(dǎo)致椎板間隙越大，這也可解釋椎間孔高度遞減而椎板間高度遞增的部分原因。

本研究的局限性：①測量主要基于影像學(xué)資料，而患者體位存在不一致的可能性，矢狀面、冠狀面和橫斷面在影像學(xué)資料上可能出現(xiàn)扭曲，導(dǎo)致最窄區(qū)測量誤差［7］。②所收集的影像學(xué)資料均來自同一研究中心，有待在多中心人群中驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。③樣本量較小，后續(xù)研究有待擴(kuò)大樣本量增強(qiáng)說服力。

綜上，椎板間及椎間孔高度和寬度隨著患者年齡增長而變小，椎板間寬度隨著L5、S1椎弓根外展角度增大而變大；L5椎弓根頭傾角越大，相鄰椎間孔高度越??；相鄰椎體椎弓根頭傾角差值增加，椎間孔寬度增大；椎弓根角度和長度影響椎板間及椎間孔的大小，影響手術(shù)難度和手術(shù)方式選擇。