腰椎滑脫椎體終板Modic改變的分布情況及影響因素

馬 錚，丁文元，申 勇，楊大龍，徐佳欣，王 輝，謝東曉，胡彬欣

自1988年以來，Modic等［1］對椎體終板及終板下骨質在MRI上的信號改變進行描述及分類。關于其發生機制與下腰痛之間的研究日益增多，但對腰椎滑脫與Modic改變的關系以及不同類型腰椎滑脫Modic改變的分布研究較少。本研究中回顧分析了本院2005年10月～2011年10月診治的264例腰椎滑脫癥患者的影像學資料，對其Modic改變分布特點及與腰椎滑脫程度、椎間盤退變、體重指數、勞動量關系進行研究。同時本文對Modic改變在腰椎滑脫癥的發生發展中的意義進行了討論，進而探討對腰椎滑脫伴Modic改變患者的有效治療方式，現總結如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選擇2005年10月～2011年10月因腰椎滑脫癥在本院行腰椎MRI及X線檢查的264例患者，其中男性162例，女性102例;年齡為40～65歲，平均56.3歲;排除腰椎腫瘤、結核、感染、外傷及有既往腰椎手術史者，不同類型患者滑脫節段分布見表1。

表1 不同類型滑脫患者的滑脫節段分布Tab.1 The level of spondylolysis on different types patients

1.2 影像學資料

MRI檢查:采用高分辨1.5T MRI(Siemens Magnetom Symphony)，行腰椎矢狀面 T1WI、T2WI以及橫斷面T2WI。

X線檢查:所有患者均行腰椎正側位及腰椎過伸過屈側位攝像。

1.3 影像學分析及觀測指標

按照MRI上終板Modic改變標準進行分型［1-2］(見圖1～3):0型，椎體終板信號正常;Ⅰ型，T1WI上椎體終板及鄰近骨為低信號，T2WI上正常終板為高信號;Ⅱ型，T1WI上比正常骨髓信號偏高，T2WI上也升高，但不如 T1WI顯著;Ⅲ型，T1WI、T2WI上均為低信號。

圖1 Modic改變Ⅰ型Fig.1 Modic change type Ⅰ

圖2 Modic改變Ⅱ型Fig.2 Modic change type Ⅱ

圖3 Modic改變Ⅲ型Fig.3 Modic change type Ⅲ

椎間盤退變按Pfirrmann分級［3］標準分為5級。Ⅰ、Ⅱ級為正常椎間盤，Ⅲ～Ⅴ級為退變椎間盤。

腰椎滑脫程度根據 Meyerding方法［4］分為4級:Ⅰ級，上位椎體后下緣在下椎關節面后1/4;Ⅱ級，上位椎體后下緣在下椎關節面中后1/4;Ⅲ級，上位椎體后下緣在下椎關節面中前1/4;Ⅳ級，上位椎體后下緣在下椎關節面前1/4。

體重根據國際上通用的體重指數(body mass index，BMI)進行分級［5］。公式為:BMI= 體重(kg)/身高2(m2)。正常組，18.5≤BMI＜23.0;超重組，23.0≤BMI＜25.0;肥胖組，BMI≥25.0。勞動量根據Leboeuf-Yde方法［6］分為3級:1級，長期坐位工作(輕體力勞動);2級，站立和/或坐位工作(中度體力勞動);3級，長期負重工作(重體力勞動)。

1.4 統計學方法

所有影像學資料均由2位骨科醫師獨立雙盲分析，所觀測結果進行Kappa一致性檢驗。所用數據使用SPSS 13.0軟件進行分析，計數資料使用χ2檢驗，等級資料相關性檢驗采用Logistic回歸法，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

本研究中2位骨科醫師對所測量指標的判斷結果差異無統計學意義(P＞0.05)。

2.1 一般分布特點

264例腰椎滑脫患者，108例(40.9%)發生Modic改變，其中Ⅰ型 19例(7.2%)，Ⅱ型 61例(23.1%)，Ⅲ型 28 例(10.6%)。出現 Modic 改變的節段為 L5/S1(71個)、L4/L5(34個)、L3/L4(3個)，其發生率分別為 26.9%、12.9%、1.1%。

2.2 不同類型腰椎滑脫Modic改變分布特點

退變性滑脫113例，發生Modic改變的有45例(39.8%)，其中7例(6.2%)發生 Modic Ⅰ型改變，38例(33.6%)發生ModicⅡ型改變，未發現ModicⅢ型改變。

峽部斷裂性滑脫151例，發生Modic改變的有63 例(41.7%)，其中12 例(7.9%)發生 ModicⅠ型改變，23例(15.2%)發生 ModicⅡ型改變，28例(18.5%)發生ModicⅢ型改變。

2.3 滑脫節段與非滑脫節段Modic改變發生率的比較

選擇108例腰椎滑脫伴Modic改變患者的椎間盤鄰近終板為研究對象，其中滑脫節段鄰近終板Modic改變的發生率為88.9%(96例)，非滑脫節段鄰近終板Modic改變發生率為11.1%(12例)?；摴澏巫甸g盤與非滑脫節段椎間盤Modic改變發生率差異有統計學意義(P＜0.05)。

2.4 總體相關性分析

264例患者L3/L4/L5/S1共計792個椎間盤，按椎間盤退變程度劃分Ⅰ～Ⅴ級分別為113個 、217個、233個、156個和73個，椎間盤所在節段對應的Modic發生率分別 6.2%(7 個)、29.5%(64 個)、46.4%(108 個)、52.6%(82 個)和24.7%(18 個)?；摙瘛艏壏謩e68例、119例、60例和17例，其對應的 Modic發生率分別為30.9%(21例)、32.8%(39 例)、58.3%(35 例)和76.5%(13 例)。體重正常組(163例)、超重組(67例)和肥胖組(34例)的Modic發生率分別為 37.4%(61 例)、43.3%(29例)和52.9%(18例)。勞動量1～3級分別為85例、116例和63例，其對應的Modic發生率分別為34.1%(29 例)、36.2%(42 例)和58.7%(37 例)。

相關性采用kruskal-Wallis法進行檢驗，結果顯示:椎間盤退變程度的 χ2=176.063(P＜0.01)，腰椎滑脫程度的 χ2=7.491(P＜0.01)，體重指數的χ2=6.093(P＜ 0.01)，勞動量的 χ2=18.714(P＜0.01)。再用Logistic回歸分析得出回歸方程為Y=－18.983+3.217D+1.372S+0.395B+0.163W(Y為Modic改變、D為椎間盤退變、S為滑脫程度、B為體重指數、W 為勞動量)，P=0.000，EXP值(D=24.953，S=3.943，B=1.484，W=1.177)。該結果表明:椎間盤退變、腰椎滑脫程度、體重指數及勞動量均與Modic改變存在相關關系。

3 討 論

3.1 腰椎椎體終板Modic改變的發生機制

研究表明椎間盤的退變是發生椎體終板Modic改變的強危險因素，脊柱中椎體終板是較薄弱部位，退變的椎間盤會增加終板所承受的應力，導致椎體中松質骨的微骨折［7-8］。椎間盤纖維環的破裂導致髓核內炎癥介質的產生與釋放，這些炎癥介質通過終板擴散引起局部炎癥反應［9］。Karchevsky等［10］研究發現椎體松質骨與終板在較大縱向壓力作用下會發生結構破壞，導致微骨折或者其他形式的損傷。Leboeuf-Yde等［6］認為重體力勞動可能使終板易于受損。

3.2 退變性滑脫與峽部裂性滑脫生物力學特點

在正常情況下腰椎后柱與其他結構一起共同維持節段的穩定性。當椎弓峽部裂時，對抗剪切力和維持局部平衡的主要結構為椎間盤［11］?；撝信まD和剪切力的增加導致椎間盤加速退變［12］。同時椎體終板承受的軸向壓力和剪切力增加，加速了終板的退變，甚至可能引起終板與松質骨的水腫。在椎間盤退變的情況下，椎體終板承受了長期反復的摩擦應力，可能導致骨性終板的硬化，即為ModicⅢ型改變。

文獻［13］中結果顯示椎間盤的退變是引起退變性滑脫的主要因素，椎間盤的退變引起下腰椎的側方應力主要集中于椎間小關節，同時繼發骨質增生、椎間小關節增生肥大、軟骨的骨化等病理改變，這些改變使椎間穩定性增加，故退變性滑脫椎體滑移程度很少超過30%［14］，這些病理變化可能使退變性滑脫椎體終板所承受的應力小于峽部斷裂性滑脫中終板所受的應力。通過對大鼠椎體終板的研究發現，在退變的椎間盤模型中，椎體與軟骨終板交界面血管芽內有淤血存在［15］，所以終板與松質骨的硬化也相對少見，Modic改變以Ⅰ型、Ⅱ型多見。

3.3 腰椎滑脫與終板Modic改變的關系

本研究發現峽部斷裂性滑脫椎體終板Modic改變發生率高于退變性滑脫，退變性滑脫Modic改變以Ⅱ型多見，峽部斷裂性滑脫Modic改變以Ⅲ型居多，并且Modic改變多分布于相應滑脫節段。由此可見，腰椎滑脫可以增加椎間盤與終板所承受的應力負荷，導致椎體終板裂縫與終板下松質骨血管化，隨著壓力負荷的長期反復施加，可發生終板下骨髓脂肪變性或者骨質硬化。由椎間盤退變引起的滑脫中，其椎間穩定性優于峽部斷裂性滑脫，椎間盤所受剪切力相對較小，對于終板的破壞也相對較輕，故退變性滑脫中Modic改變發生率較峽部裂性滑脫低，并且其骨質的血管化與硬化相對少見。

正常人腰椎及椎間盤要承受巨大剪切力，當發生峽部斷裂時，對抗該剪切力的主要結構為椎間盤，這會加速椎間盤的退變，同時隨著滑脫程度的加重，軟骨終板可能會發生撕裂與水腫，導致ModicⅠ型改變。同時人體會代償性身體重心后移，腰椎前凸角增加，骨盆向前傾斜［16］，這樣局部椎間盤所承受的軸向壓力負荷增加，引起終板下骨質壓縮、硬化，產生ModicⅢ型改變。本研究中退變性滑脫患者Modic改變發生率高于正常人群中Modic改變的發生率(7.4% ～12%)，并且主要以Ⅱ型居多，滑脫程度與Modic改變發生率存在明顯相關性，在退變性滑脫中，椎間盤的退變、周圍韌帶和小關節囊的松弛，引起椎體向前滑移。這些改變又引起受力點的重新分布，韌帶與骨質的增生、關節突的肥大等使椎體間穩定性優于峽部裂性滑脫，對椎體終板的破壞也較小。雖然Modic改變的發生主要是由椎間盤的退變引起，但是椎體的向前滑移可以增加椎體終板所受的應力，此時滑脫就成為Modic改變發生的危險因素。

3.4 腰椎滑脫伴終板Modic改變的治療

本研究中Modic改變與患者體重指數及勞動量存在相關性，并且Modic改變多發生于滑脫節段。所以對于腰椎滑脫的患者，超重及重體力勞動可以促進滑脫節段終板的破壞，產生椎體終板的Modic改變。對于腰椎滑脫患者，適當減輕體重及減少重體力勞動可以保護椎體終板，減輕患者的下腰痛癥狀。相關研究表明，Modic改變所產生的組織病理學變化可能使椎間盤內通過終板的營養物質交換減少，加速椎間盤的退變，說明通過臨床干預，可以減少Modic改變的發生，從而對椎體終板起到保護作用，并減緩椎間盤退變的速度，進而抑制腰椎滑脫的程度的加重［17］。

對于已經發生Modic改變的腰椎滑脫患者，施行后路減壓植骨融合內固定術，不僅對滑脫患者的椎間穩定性的恢復起到作用，而且刮除了退變的軟骨終板，促進骨性終板與植骨粒間的融合，阻止壓力負荷對病變終板的進一步損傷。研究表明，腰椎后路椎間減壓植骨融合內固定術可以有效緩解Modic改變患者下腰痛癥狀［18］。進一步表明了對于Modic改變合并腰椎滑脫的患者施行手術治療的必要性，并且施行腰椎后路植骨融合術，去除了病變終板，可以有效緩解此類患者的下腰痛癥狀。

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