青年L5峽部應力骨折患者上關節突間距的解剖學特點

宗 軍，杜 培，冀沛峰，李 放，張志成，任大江*

1.新疆生產建設兵團醫院脊柱外科，烏魯木齊 830002

2.解放軍總醫院第七醫學中心骨科，北京 100700

腰椎峽部應力骨折是指椎體椎弓上下關節突之間峽部骨質不連續或骨質的缺損，亦稱峽部裂或峽部不連［1］，其發生率為3% ～ 10%，男性多于女性，多見于重體力勞動者和體育競技運動員，與腰椎反復過伸動作相關［2-4］。目前其發生原因尚未完全清楚，大部分學者認為峽部重復承受應力負荷導致應力增加是致病因素，而峽部先天性發育薄弱或缺陷構成其生物力學基礎［5-6］。

腰椎峽部骨折可導致腰椎不穩，臨床癥狀為慢性下腰痛，勞累后加重，休息后緩解，對日常生活干擾較大。目前主要的治療方法為非手術治療和手術治療。手術治療通過峽部加壓植骨、應用不同內固定器固定，使斷裂的峽部骨性愈合，以恢復腰椎力學穩定性［7-9］。

臨床中，在對腰椎峽部骨折患者行L5峽部植骨融合內固定術中，發現普遍存在L5椎板寬大及上關節突間距增寬的現象，術中需要更為廣泛的肌肉組織剝離，才能充分顯露雙側關節突關節。峽部應力骨折的患者中是否普遍存在L5上關節突間距增寬的現象尚不清楚。為此，本研究擬通過測量對比青年峽部應力骨折患者與健康青年志愿者L5上關節突頂點距離予以證實。

1 資料與方法

1.1 研究對象

應力骨折患者納入標準：①發病前曾有3個月以上的高強度訓練或運動病史；②存在反復出現的腰痛癥狀，影響日常生活，且非手術治療時間＞3個月無效；③腰椎CT證實患者存在雙側L5峽部斷裂；④腰椎MRI證實相應節段無椎間盤退行性變征象（依據Pfirmann椎間盤退行性變分級標準為Ⅰ和Ⅱ級）。排除標準：①合并其他脊柱發育畸形；②合并代謝性或自身免疫性疾病，如糖尿病、系統性紅斑狼瘡等；③影像學資料證實存在腰椎不穩、滑脫或椎間盤突出、變性；④合并有下肢麻木、放射性疼痛；⑤存在腰椎其他節段或多節段峽部骨折；⑥既往腰椎手術史。

根據以上標準，共納入2018年3月—2019年9月解放軍總醫院第七醫學中心收治的診斷為L5峽部應力骨折的青年男性患者21例（應力骨折組），并與24例接受同樣強度訓練的健康青年男性志愿者影像學資料進行對比（對照組）。應力骨折組患者年齡19 ～ 28（22.81±2.52）歲，所有患者既往均有3個月以上的高強度訓練史，訓練后出現急性腰痛入院。入院后攝腰椎正側位、過伸過屈位和雙斜位X線片并接受腰椎CT及三維重建。對照組志愿者年齡19 ～ 25（21.79±2.38）歲。所有參與研究者均知情同意并簽署知情同意書，本研究經本院倫理委員會審議同意并備案。

1.2 關節突關節間距測量

考慮到患者因發育而存在身高、體型等個體差異，為了消除其對關節突間距的影響，參考Ward等［5］的方法，分別測量L5和S1上關節突間距，取二者的比值進行比較。在腰椎CT三維重建圖像上測量L5上關節突頂點間距（a）和S1上關節突頂點間距（b），兩者比值為c（a/b，圖1）。2名獨立測量者對每個研究對象各測量3次，取平均值作為該節段上關節突頂點間距。

圖1 L5上關節突頂點間距和S1上關節突頂點間距的測量Fig. 1 Measurement of interval between superior articular processes at L5 and S1

1.3 統計學處理

采用SPSS 17.0軟件對數據進行統計學分析，2組間c值比較采用獨立樣本t檢驗；以P＜ 0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2組研究對象年齡、身高、體質量、體質量指數（BMI）差異無統計學意義（P＞ 0.05，表1）。應力骨折組患者的c值較對照組高，組間比較差異有統計學意義（P＜ 0.05，表1）。

表1 測量數據的統計學分析Tab. 1 Statistical analysis of values measured

3 討 論

腰椎峽部將椎板與上關節突連接在一起，成為脊柱運動過程中的傳遞中軸，也是腰椎相對薄弱的部分，峽部斷裂后可出現腰部疼痛，并可向臀部及大腿后方放射，是造成青年下腰痛常見的病因之一。 腰椎峽部骨折發生率為 3% ～ 10%［10］，且不同人種間發生率亦不同。有文獻報道，高加索人種的腰椎峽部骨折發生率較非洲人種高，而位于阿拉斯加的因紐特部落其發生率高達 60%，且以L5多見，占85% ～ 95%，L4次之［11］。峽部骨折在青年運動員中的發生率為 8% ～ 15%，占青年下腰痛患者的47%［12-13］。目前對造成腰椎峽部骨折的原因仍存在爭議，有研究認為峽部骨折是特定訓練項目的運動員（如曲棍球、橄欖球、體操、舉重等）腰部長期頻繁受到過伸力、軸向應力、軸向扭轉力影響等所致［14-15］。但生物力學因素在其中也扮演著重要的角色，有研究報道［16］，從未在臥床患者中檢測到峽部骨折，但有1例出生時發現峽部骨折。

Ward等［5］認為，正常人腰椎從頭端至尾端關節突間距逐漸增加呈梯形，這種結構是人類特有的，區別于其他哺乳動物。該結構有助于腰椎生理前彎的形成。當腰椎后伸時，相鄰的下關節突與上關節突互相呈穩定的疊瓦狀排列，下關節突將載荷傳遞給峽部，峽部承受腰椎后伸運動的壓縮應力，應力通過峽部沿相鄰關節突呈梯形向下傳導。如果關節突關節間距一致，腰椎后伸時，腰椎峽部被上下相鄰關節突擠壓，使峽部應力集中，反復的擠壓應力導致峽部骨質吸收，進一步導致峽部薄弱；或者峽部反復受應力作用發生疲勞性微骨折［17］。所有這些因素累積時，腰椎峽部骨折就會發生［18］。本研究發現，在L5峽部骨折患者中可以觀察到L5上關節突的間距明顯增大，這一現象會導致L5椎板上緣用于容納L4下關節突的凹陷處位于略偏外側的位置［5］，與對照組相比，峽部骨折患者中S1的上關節突間距增寬的幅度相對減少，兩者共同導致L5峽部的應力面積縮小。結合生物力學，假設有這樣的一種可能，在反復后伸運動中L4下關節突將載荷傳遞到L5峽部，L4下關節突和S1上關節突反復鉗夾并撞擊L5峽部，應力集中使L5峽部發生疲勞性微損傷，反復的應力集中使微損傷的骨質難以及時愈合，進而發生骨折。同時本研究也發現，因為L5峽部骨折患者存在這一解剖學特點，手術時除了需要更加廣泛的軟組織剝離外，在進行椎弓根置釘時也需要更大的內傾角度。

雖然本研究發現青年男性L5峽部骨折患者中L5上關節突間距增寬、S1上關節突間距相對較小這一現象，但并沒有明確證據支持這一解剖學現象和峽部應力骨折發生存在因果聯系。并且本研究的研究對象數量較少，尚不能完全準確反映研究目標總體的解剖學特點。在后續的研究中，本研究組將選取大樣本量的合適病例進行前瞻性研究來更加深入地探討L5上關節突增寬、S1上關節突間距增加相對減少這一解剖學特點與峽部應力骨折發生機制間的關系。臨床中對于因從事高強度運動、訓練后出現腰背部疼痛的青年男性患者，尤其對腰椎X線片顯示存在L5上關節突間距相對較寬者，可給予提前干預和預防，以降低峽部應力骨折的發生率。