【摘要】 目的 探讨L5椎体向后楔形变后局部力学变化以及各分力对L5椎弓峡部的作用效果,找出这种变化与L5椎弓峡部裂之间的力学关系。方法 收集150例L5椎体向后楔形变合并L5椎弓崩裂患者,回顾性分析其X线与反机架CT表现。并在侧位片对L5椎体前后高度差及L5椎上下平面之间的夹角进行测量。结果 150例患者中,137例为双侧峡部裂,13例为单侧峡部裂。39例腰椎侧位片可明确诊断,111例可疑,行双斜位点片或RGCT后确诊。测得前后高度差的最大值9mm,最小值3mm,平均值5.86mm。L5椎体上下平面之间的夹角最大值23°,最小值12°,平均值17°。结论 L5椎体向后楔形变进一步加大L5椎弓峡部的应力。对可疑L5峡部裂的诊断有支持和提示作用。因此,在腰椎侧位片上存在L5向后楔形变而且可疑峡部裂患者,宜做进一步检查,以防漏诊。
【关键词】 腰椎向后楔形变;腰椎弓峡部裂;腰椎双斜位摄片;反机架CT扫描
腰椎峡部裂(spondyloschisis,SS)仅发生于人类,而且大多数发生于L5,这与人类的站立行走以及人体的重力作用有密切的关系。本文从一部分人L5存在向后楔形变这一先天发育异常的特征中定性分析L5承受的重力以及各分力的变化对L5椎弓峡部裂的影响,探讨L5椎体向后楔形变这一特征对峡部裂的诊断价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料 本组150例患者,男130例,女20例,男女之比约为6:1;年龄17~45岁,平均32岁。150例患者均以腰痛就诊,其中117例为站立作业工种(毛织品挡车工)。其中1例为学生,17岁,是本组年龄最小的患者。
1.2 X线表现 本组选取的150例患者,在腰椎侧位平片上均存在L5椎体向后楔形变。39例在侧位片上于L5椎弓峡部出现自后上斜向前下透亮线。见图1。111例于峡部出现骨质结构不清晰或隐约可见不规则斜行透亮线,但不能确定。见图2。在正位腰椎片上有32例出现L5椎弓峡部上缘弧形凹陷,凹陷处骨质密度增高,骨皮质硬化变白,为L4下关节突长期反复挤压所产生的疲劳性骨损伤。见图3。在电视透视下于最佳体位摄取双斜位点片,137例为双侧椎弓崩裂;13例为单侧峡部裂,表现为狗颈项圈征。见图4。其中有32例同时行反机架CT扫描示椎弓环于峡部断裂。见图5。
图6 L1与L2平行,L2与L3相交角α
图7 上半身的重力传至L5,分为垂直于骶骨上面的压力N和前滑分力F2。F2>F1。F1=F2Cosα。∠α与L5向后楔形变后,L5下关节突与S1上关节突张角相等1.3 测量方法 对本组150患者,在腰椎侧位片上对L5椎体前后高差及L5椎体上下关节面之间的夹角进行测量。首先以L5椎体上方前后最高点做一连线L1。再过L5椎体后下方最低点做直线L2,使L1与L2平行。测量L5椎体前下方最低点到L2的距离,即为L5椎体前后高度差D。再过L5椎体下方前后最低点做直线L3,L2与L3于L5椎体后下方相交,夹角α。如图6。
2 结果
测得高度差最大值9mm,最小值3mm,平均值5.86mm。夹角α最大值21°,最小值12°,平均值17°。
3 讨论
L5椎弓峡部裂的真正原因仍不能肯定,先天发育缺陷和慢性劳损或应力损伤是两个可能的重要原因,一般认为以后者为主。本文从先天发育缺陷引起局部应力分布的改变,从而加重局部的应力损伤以致L5椎弓峡部裂这中间的力学联系进行探讨。
多数学者认为腰椎峡部裂是由于慢性劳损或应力损伤产生的疲劳性骨折[1],具有L5椎体向后楔形变的个体更能增加这两种因素对L5椎弓峡部的损伤。以下就腰椎的受力情况进行分析。在大多数情况下,椎体和椎间盘承受大部分的负荷,小关节面仅承受0~33%的载荷[2]。椎体承载后,载荷从椎体上方的软骨终板,经过椎体外的骨皮质和中间骨松质,传递到下方的软骨终板。弹性试验结果表明,腰椎椎体是主要的承载结构。由于人体在站立行走时腰椎生理曲度前突的特点,使得腰椎体后方的应力大于前方。上段脊柱传到L5的重力分为两个分力,一个向下,作用于椎间盘的挤压力。另一个是平行L5椎体下平面指向前下方的前滑分力。这种分力除了椎间盘和韧带抵消之外,下关节突是抵消力的主要结构。前滑分力可使L5椎弓峡部承受应力[3]。在具有L5椎体向后楔形变的个体,因脊柱承受的垂直应力主要分布在后面,而L5椎体前高后低,导致腰椎生理前突与骶骨前倾角进一步增大,L5椎体所受的前滑分力相应增加,增加的分力与角之间存在以下关系:F2=F1/Cosα。式中F1为无楔形变时的前滑分力,F2为存在楔形变之后的前滑分力(图7)。显然F2>F1,加重对峡部的应力。另外,腰骶关节是躯干前突和后伸的枢纽,加上腰椎生理