腰椎峡部的解剖学研究
作者：郝毅 郑海潮 任国良 杨文勋 蓝晓军 赵大正
单位：郝毅、赵大正(310013杭州，浙江医院骨科)；郑海潮、任国良(浙江大学湖滨校区解剖教研组)；杨文勋、蓝晓军(乌鲁木齐，新疆钢铁集团公司医院骨科)
关键词：腰椎；脊椎前移；脊柱融合术；解剖学；参考标准
中华骨科杂志000914
【摘要】目的对腰椎峡部进行解剖学测量，为提高后外侧植骨融合术治疗腰椎滑脱症的融合率提供解剖学资料。方法对30具成人尸体标本的L1～L5，共150个干燥腰椎骨的腰椎峡部、腰椎后外侧植骨床面积和模拟植骨块体积等进行测量。结果腰椎峡部上缘长度从L1[(7.34±1.15)mm]到L5[(10.31±1.89)mm]逐渐增大；腰椎峡部下缘长度从L1[(6.63±1.24)mm]到L5[(4.73±1.21)mm]逐渐缩小；L1峡部上缘最薄[(1.85±0.64)mm]；腰椎峡部下缘厚度从L1[(6.57±1.24)mm]到L5[(7.57±1.16)mm]逐渐增大。腰椎峡部与椎弓根形成的内偏角角度从L1(113.9°±13.3°)到L5(119.1°±13.5°)逐渐增大；尾偏角角度从L1(101.2°±9.5°)到L5(117.6°±13.4°)逐渐增大。腰椎峡部上缘长度、腰椎峡部下缘厚度与腰椎节段呈正相关；腰椎峡部下缘长度与腰椎节段呈负相关；腰椎后外侧植骨床面积与植骨块体积呈正相关。结论使滑脱的腰椎成功复位、提高腰椎滑脱症后外侧植骨融合率的关键在于:采用坚强、稳定的内固定系统，足量的植骨床面积和植骨块体积，保证植骨块与植骨床紧密接触，以及足够的卧床时间。
, 百拇医药
Anatomical study of the lumbar isthmus HAO Yi
ZHENG Haichao REN Guoliang et al.
(Department of Orthopaedics, Zhejiang Hospital,Hangzhou 310013,China)
【Abstract】Objective To provide an anatomic data of the lumbar isthmus, and to increase the fusion rate of the graft bone for spondylolisthesis treated with posterolateral spinal fusion and Steffee plate fixation. Methods The area and volume of the bone graft bed for posterolateral spinal fusion in the lumbar isthmus were studied on 30 dried specimens of adult lumbar spines from L1 to L5(a total of 150 lumbar vertebrae) with a vernier calipers, a goniometer and a graduate. Results The length of the superior edge of the isthmus gradually increased from L1[(7.34± 1.15) mm] to L5[(10.31± 1.89) mm], and that of its inferior edge progressively decreased from L1[(6.63± 1.24) mm] to L5 [( 4.73± 1.21) mm]. The superior edge of the isthmus was the thinnest at L1[(1.85± 0.64)mm], and the thickness increased inferiorly from L1[(6.57± 1.24) mm] to L5[(7.57± 1.16) mm]. The medial and caudal inclination of the isthmus with respect to the pedicle gradually increased from L1 (113.9° ± 13.3° ) to L5(119.1° ± 13.5° ) medial inclination and from (101.2° ± 9.5° ) at L1 to (117.6° ± 13.4° ) at L5 caudal inclination, respectively. The length of the superior edge of the isthmus and the transverse diameter of the pedicle were positively correlated to the vertebral levels. The length of the inferior edge of the isthmus were negatively correlated to the vertebral levels. The dimensions of the graft bed area were postively correlated to dimensions of the graft bone volume. Conclusion The application of firm spinal internal fixation system with adequate graft bed area and adequate graft volume, the maintenance of close contact between the graft bed and the graft bone, and adequate period of postoperative stable contact of the graft in bed were the keys to enable reduction of the spondylolisthesis and to increase the fusion rate of posterolateral bone graft.
, 百拇医药
【Key words】Lumbar vertebrae; Spondylolisthesis; Spinal fusion; Anatomy; Reference standards
腰椎滑脱是造成脊柱不稳的常见原因之一，其中以腰椎峡部因受力较大而容易损伤。目前，关于腰椎峡部的解剖学资料比较匮乏，我们对30具成人尸体标本的L1～L5，共150个干燥腰椎骨的峡部、腰椎后外侧植骨床面积和植骨块体积等进行测量，为临床实施后外侧植骨融合术和使用Steffee钢板、脊柱复位固定系统和巴克螺钉等内固定系统治疗腰椎滑脱症，提高植骨融合率提供解剖学资料。
材料与方法
一、材料
30具成人尸体标本L1～L5各30个，共计150个腰椎骨，均无明显的结构异常，男16具，女14具；年龄26～79岁。
, 百拇医药
二、方法
(一)观测指标:用游标卡尺(精确度为0.02mm)、角度计(精确度为1°)、无弹性粘贴纸和刻度计量圆筒(最大容量为50ml，精确度为0.5ml)测量以下指标。(1)腰椎峡部上缘长度(A)，从棘突根部上缘、左右侧椎板上缘相交点到上关节突根部内侧缘之间的距离。(2)腰椎峡部上缘厚度(B)，为腰椎峡部上缘中点的厚度。(3)腰椎峡部上下径(C)，为腰椎峡部上下缘中点之间的距离。(4)腰椎峡部下缘长度(D)，为上关节突根部的下外侧缘与下关节突根部上缘之间的距离。(5)腰椎峡部下缘厚度(E)，为腰椎峡部下缘中点的厚度。(6)椎弓根横径，是于椎弓根中点测量的椎弓根横向距离。(7)椎弓根上下径，为椎弓根上下缘中点之间的距离。(8)腰椎峡部内偏角(F)，为腰椎峡部横轴与椎弓根纵轴的夹角。(9)腰椎峡部尾偏角(G)，是腰椎峡部纵轴与椎弓根纵轴的夹角(图1)。(10)上关节角，是上关节突的关节面与棘突-椎体中轴矢状面形成的夹角。(11)下关节角，是下关节突关节面与棘突-椎体中轴矢状面所形成的夹角。(12)腰椎节段的后外侧植骨床面积，植骨床范围(以L4,5节段为例)包括L4的上关节突外侧面；峡部后面和外侧面；L4下关节突与L5上关节突的后面及外侧面；L5峡部上1/2的后面和外侧面；从L4和L5横突根部向外10mm范围的后面。(13)腰椎节段的后外侧植骨块体积。
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图1 L5峡部测量示意图
(二)植骨床面积的测量:用无弹性粘贴纸(长200mm，宽10mm)根据需要剪成小片，粘贴在后外侧植骨床上，使粘贴纸片之间无空隙、无重叠、平展无皱折，并且紧密衔接。然后用游标卡尺测量剩余粘贴纸的长度，根据面积公式=用去的粘贴纸长度(200-剩余长度)×宽度，获得植骨床面积。
(三)植骨块体积的测量:选用刻度计量圆筒(最大测量容量50ml，内径24.7mm，每两相邻刻度之间距离2mm)注入30ml水，然后分别放入可塑形的模拟植骨块，使其完全浸入水中，读出液平面上升的高度。根据圆柱体体积公式=刻度计量圆筒的底面积×液面上升的高度，获得模拟植骨块的体积。
(四)统计学方法:每项数据均测量3次，取平均值，进行统计学处理。所有参数用平均数±标准差(
±s)表示。用配对t检验检测L1～L5椎体左右两侧差异；用单因素方差分析(ANOVA)检验L1～L5之间的差异，进一步的两两比较用q检验(Newman-Keuls法)；用直线回归分析检验各变量与腰椎节段之间及各变量之间的相关关系。显著性水平为α=0.05。
, 百拇医药
结果
经t检验，L1～L5椎体左右两侧的各项参数差异无显著性意义(P>0.05)。
方差分析结果显示(表1～3):(1)腰椎峡部的上缘长度从L1～L5逐渐增大；(2)腰椎峡部下缘长度从L1～L5逐渐缩小；(3)L1峡部上缘最薄；(4)腰椎峡部下缘厚度从L1～L5逐渐增大；(5)腰椎峡部横轴与椎弓根纵轴形成的内偏角、腰椎峡部纵轴与椎弓根纵轴形成的尾偏角，从L1～L5逐渐增大；(6)L4，5节段后外侧植骨床面积和模拟植骨块体积最大。
表1 腰椎峡部长度测量结果(±s,mm) 腰椎
, 百拇医药
n
峡部上
缘长度
峡部下
缘长度
峡部
上下径
峡部上
缘厚度
峡部下
缘厚度
椎弓根
上下径
, 百拇医药 椎弓
根横径
L1
30
7.34±1.15
6.63±1.24
11.93±1.32
1.85±0.64
6.57±1.24
15.51±2.90
7.93±1.96
L2
, 百拇医药
30
7.97±1.74
6.37±1.26
12.64±1.52
1.92±0.71
6.78±1.21
14.16±2.67
7.71±1.87
L3
30
8.15±1.64
6.14±1.13
, http://www.100md.com
13.54±2.12
2.56±0.81
7.24±1.13
14.24±2.87
8.26±1.93
L4
30
8.55±1.53
5.43±1.31
13.34±2.22
2.17±0.62
7.43±1.32
, http://www.100md.com
13.48±2.81
10.79±2.75
L5
30
10.31±1.89
4.73±1.21
13.15±2.13
2.23±0.41
7.57±1.16
13.31±2.02
12.75±2.87
F值
, 百拇医药
24.06**
13.23**
29.22**
5.53**
0.35
24.41**
88.43**
q值
L1：L5
16.17**
, http://www.100md.com
7.95**
9.28**
1.89
1.04
8.05**
18.55**
L1：L4
6.72**
4.05
10.78**
, 百拇医药 0.67
1.02
10.05**
12.07**
L1：L3
3.89*
0.95
10.06**
4.56
0.16
5.53**
, 百拇医药
2.41
L1：L2
3.55*
0.76
7.56**
0.89
0.14
4.44**
0.38
L2：L5
12.61**
, 百拇医药
7.19**
1.72
2.78
0.90
0.11
18.93**
L2：L4
3.17
3.29
3.22
7.56**
, 百拇医药 0.88
2.11
12.45**
L2：L3
0.33
0.19
2.50
5.44**
0.02
2.42
2.79
L3：L5
, 百拇医药
12.28**
7.00**
-0.78
2.67
0.79
2.53
16.14**
L3：L4
2.83
3.10*
0.27
, http://www.100md.com
3.56
0.86
4.53*
9.66**
L4：L5
9.44**
3.90**
1.50
1.22
0.03
2.00
, http://www.100md.com
6.48**
注：*P<0.05,**P<0.01。下表同表2 腰椎峡部角度测量结果(±s) 腰椎
n
峡部内偏角
峡部尾偏角
上关节角
下关节角
L1
30
113.9°±13.3°
, 百拇医药
101.2°±9.5°
26.7°±6.6°
34.6°±7.4°
L2
30
114.4°±13.7°
106.8°±10.7°
28.1°±6.9°
28.3°±9.9°
L3
30
, http://www.100md.com 116.1°±14.1°
108.5°±11.1°
29.6°±7.1°
34.2°±7.7°
L4
30
117.9°±14.3°
112.4°±12.3°
30.1°±7.6°
45.5°±7.2°
L5
, 百拇医药
30
119.1°±13.5°
117.6°±13.4°
33.2°±9.1°
45.8°±8.7°
F值
0.98
27.01**
5.08**
296.46**
q值
, 百拇医药 L1∶L5
2.17
12.09**
5.46**
4.84*
L1∶L4
1.83
7.48**
2.61
1.35
L1∶L3
, 百拇医药
1.13
6.57**
1.94
0.17
L1∶L2
0.58
3.30
1.48
2.66
L2∶L5
1.59
8.79**
, http://www.100md.com
3.98
7.50**
L2∶L4
1.21
4.19*
1.12
4.16
L2∶L3
0.55
3.27
0.45
, http://www.100md.com
2.49
L3∶L5
1.04
5.52**
3.52*
5.01*
L3∶L4
0.71
0.92
1.69
1.52
, 百拇医药
L4∶L5
0.34
4.61**
2.85*
3.48*
表3 腰椎节段后外侧植骨床面积和
植骨块体积测量结果(±s) 腰椎
n
单侧植骨床面积
(mm2)
, http://www.100md.com
单侧植骨块体积
(mm3)
L1,2
30
1166.00±191.80
4850.19±52.31
L2,3
30
1216.00±185.00
6217.04±46.23
L3,4
, http://www.100md.com
30
1205.00±183.00
5732.03±60.11
L4,5
30
1275.00±176.00
6904.89±58.55
L5S1
30
1186.00±181.00
5441.01±70.00
, 百拇医药
F值
3.50**
99.19**
q值
L1,2：L5S1
2.30
10.64**
L1,2：L4,5
5.75**
22.64**
, http://www.100md.com
L1,2：L3,4
3.45*
6.11**
L1,2：L2,3
5.25**
17.11**
L2,3：L5S1
2.95
6.48**
, 百拇医药
L2,3：L4,5
0.50
5.53**
L2,3：L3,4
1.80
11.00**
L3,4：L5S1
1.15
4.53**
L3,4：L4,5
, 百拇医药
2.3
16.54**
L4,5：L5S1
3.45*
12.01**
直线回归分析表明(表4)：(1)腰椎峡部上缘长度、腰椎峡部上下径、腰椎峡部下缘厚度、下关节角均与腰椎节段呈正相关；(2)腰椎峡部上缘厚度与腰椎节段无相关关系；(3)腰椎峡部上缘厚度、上关节角、尾偏角、椎弓根横径与腰椎峡部上缘长度呈正相关；(4)腰椎峡部上缘厚度、尾偏角和椎弓根横径与腰椎下缘长度呈正相关；(5)腰椎峡部下缘厚度与腰椎峡部上下径、椎弓根上下径与腰椎峡部上缘厚度、下关节角和内偏角与上关节角、椎弓根横径与下关节角、腰椎后外侧植骨床面积与植骨块体积，均呈正相关；(6)腰椎峡部下缘长度与腰椎节段、椎弓根横径与腰椎峡部下缘长度、椎弓根上下径与内偏角均呈负相关。表4 L1～L5各项测量参数之间的相关系数r值分析结果 对比项目
, 百拇医药
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
m
n
, 百拇医药
a
1.00
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
, 百拇医药
-
b
0.39*
1.00
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
, 百拇医药
-
-
c
-0.38*
0.23
1.00
-
-
-
-
-
-
-
, 百拇医药 -
-
-
-
d
0.37*
-0.13
-0.24
1.00
-
-
-
-
, 百拇医药 -
-
-
-
-
-
e
-0.02
0.47**
0.37*
-0.11
1.00
-
, 百拇医药
-
-
-
-
-
-
-
-
f
0.40*
0.35
0.09
0.38*
, 百拇医药
0.02
1.00
-
-
-
-
-
-
-
-
g
0.26
0.37*
, http://www.100md.com
-0.11
-0.13
0.12
0.09
1.00
-
-
-
-
-
-
-
h
0.49**
, 百拇医药
0.19
-0.23
-0.31
0.08
0.09
0.47*
1.00
-
-
-
-
-
-
, 百拇医药
i
0.26
0.18
0.04
0.12
0.07
0.39*
0.37*
0.33
1.00
-
-
-
, 百拇医药
-
-
j
0.29
0.41*
0.39*
-0.09
0.20
0.24
0.17
0.08
0.24
1.00
, 百拇医药
-
-
-
-
k
-0.14
0.03
0.04
0.13
0.38*
-0.19
-0.21
-0.15
, http://www.100md.com
-0.58**
-0.21
1.00
-
-
-
l
0.21
0.48**
-0.37*
0.29
0.16
, http://www.100md.com
0.38
0.24
0.49**
0.13
0.24
0.21
1.00
-
-
m
0.27
0.13
0.22
, 百拇医药
0.38*
0.02
0.09
0.12
0.22
0.15
0.08
0.33
0.11
1.00
-
n
0.15
, http://www.100md.com
0.22
0.09
0.13
0.07
0.09
0.31
0.17
0.03
0.14
0.21
0.14
0.49**
1.00
, 百拇医药
注 a:腰椎节段 b:峡部上缘长度 c:峡部下缘长度 d:峡部上下径 e:峡部上缘厚度 f:峡部下缘厚度 g:上关节角角度 h:下关节角角度 i:峡部内偏角 j:峡部尾偏角 k:椎弓根上下径 l:椎弓根横径 m:植骨床面积 n:植骨块体积
讨论
目前，对腰椎滑脱症的病因学尚不完全了解，但多数学者认为与重复应力和损伤有关。在年轻的运动员中腰椎滑脱症比较多见，据推测与继发于反复旋转应力有关[1]。Hutton等[2]证实，在体外实验中，疲劳负荷能造成腰椎峡部不连。Grobler等[3]曾指出，L4,5小关节面的走向呈矢状位者易发生退行性腰椎滑脱症。生物力学研究也进一步证实，垂直负荷容易使L5峡部在后伸过程中受到损伤[4]。因为在日常生活中L5承受的应力较大，因此，其峡部容易受损伤。除屈曲超载外，失去平衡的切应力也可使椎弓被迫旋转，由于L5峡部的解剖学特征，必然承受该应力，从而导致腰椎滑脱的发生率增加[5]。
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我们在实验中发现，下腰椎峡部的上缘和下缘长度变异性较大，其中以L5峡部的变异最大。L5峡部上缘长度最长为(10.31±1.89)mm，下缘长度最短为(4.73±1.21)mm。L5峡部内偏角和尾偏角的最大角度分别为119.1°±13.5°和117.6°±13.4°，提示L5峡部的解剖结构比其他椎体节段薄弱。L5的这些特殊的解剖学特征，可导致来自轴向负荷所产生的较大的切应力作用于其峡部。相关分析表明，腰椎峡部的方向和大小与小关节突关节面的方向和椎弓根的形态学变化相关，正常腰椎L5小关节面的走向与其他腰椎节段相比，多呈冠状位[6]。当L5小关节面的走向呈斜位时，将会导致其椎体轴向旋转明显受限，并且扭转应力增大[6]。当L5小关节面呈冠状位时，由上位椎体节段向下传递的较大的轴向负荷作用于L5的峡部，极易导致L5节段发生滑脱。
, 百拇医药
对腰椎滑脱症患者施行手术治疗的最终目的是使滑脱的椎体融合。如何才能提高融合率呢？有人发现融合后的植骨块体积通常不会比初植入时的骨块体积增大，相反，融合后的骨块密度增高，体积缩小[7]。Kabins等[8]使用变形螺钉安置系统(avariable screw placement system)治疗L4,5椎体分离，并且行植骨融合手术，术后随访发现，植骨块的体积缩小或消失。针对这种现象，Heggeness等[9]指出，植骨块的萎缩性骨不连是由于坚强的脊柱内固定对植入骨块产生应力保持作用所致。相反，Lenke等[10]报告，在不复位固定的情况下为腰椎滑脱症患者进行植骨融合术，植骨块的融合率较低，其主要原因是植骨块被吸收。Kim等[11]在滑脱的腰椎节段进行横突间植骨融合术，术后2周和18个月进行CT扫描测量植骨块体积，发现植骨块的平均体积由2周时的6251mm3降至18个月时的2842mm3，减少了54.8%。因此，他们认为，初植入时的骨块体积与骨融合后剩余骨块的体积及植骨块被吸收的体积呈正相关，而且由退行性变与峡部不连引起的腰椎滑脱，用或不用椎弓根螺钉固定，在横突间植骨术后18个月测量植骨块体积的缩小量并无统计意义。植骨融合术后的植骨块体积缩小受很多因素的影响，包括年龄、吸烟、融合节段、手术技巧、骨块的代谢平衡等，但均不十分明确。
, 百拇医药
我们发现，腰椎各节段的后外侧植骨床面积和模拟植骨块体积均有显著变化，其中，L4,5单侧植骨床面积最大(1275.00±176.00)mm2，该节段单侧模拟植骨块体积也最大(6904.89±58.55)mm3。因此，我们建议临床医生在行植骨融合术时，将植骨块与植骨床接触面进行适当修整，在两者之间空隙处充填碎骨块，尽量使植骨块与植骨床之间的不规则表面有更多的“点”接触，从而提高植骨融合率。
参考文献
1，Blanda J, Bethem D, Moats W, et al. Defects of pars interarticularis in athletes: a protocol for nonoperative treatment.J Spinal Disord,1993,6:406-411.
2，Hutton WC, Stott JRR, Cyron BM. Is spondylolysis a fatigue fracture? Spine, 1977, 2:202-209.
, http://www.100md.com
3，Grobler LJ, Robertson PA, Novotny JE, et al. Etiology of spondylolisthesis: assessment of the role played by lumbar facet joint morphology. Spine,1993,18:80-91.
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(收稿日期:1999-11-24), 百拇医药
单位：郝毅、赵大正(310013杭州，浙江医院骨科)；郑海潮、任国良(浙江大学湖滨校区解剖教研组)；杨文勋、蓝晓军(乌鲁木齐，新疆钢铁集团公司医院骨科)
关键词：腰椎；脊椎前移；脊柱融合术；解剖学；参考标准
中华骨科杂志000914
【摘要】目的对腰椎峡部进行解剖学测量，为提高后外侧植骨融合术治疗腰椎滑脱症的融合率提供解剖学资料。方法对30具成人尸体标本的L1～L5，共150个干燥腰椎骨的腰椎峡部、腰椎后外侧植骨床面积和模拟植骨块体积等进行测量。结果腰椎峡部上缘长度从L1[(7.34±1.15)mm]到L5[(10.31±1.89)mm]逐渐增大；腰椎峡部下缘长度从L1[(6.63±1.24)mm]到L5[(4.73±1.21)mm]逐渐缩小；L1峡部上缘最薄[(1.85±0.64)mm]；腰椎峡部下缘厚度从L1[(6.57±1.24)mm]到L5[(7.57±1.16)mm]逐渐增大。腰椎峡部与椎弓根形成的内偏角角度从L1(113.9°±13.3°)到L5(119.1°±13.5°)逐渐增大；尾偏角角度从L1(101.2°±9.5°)到L5(117.6°±13.4°)逐渐增大。腰椎峡部上缘长度、腰椎峡部下缘厚度与腰椎节段呈正相关；腰椎峡部下缘长度与腰椎节段呈负相关；腰椎后外侧植骨床面积与植骨块体积呈正相关。结论使滑脱的腰椎成功复位、提高腰椎滑脱症后外侧植骨融合率的关键在于:采用坚强、稳定的内固定系统，足量的植骨床面积和植骨块体积，保证植骨块与植骨床紧密接触，以及足够的卧床时间。
, 百拇医药
Anatomical study of the lumbar isthmus HAO Yi
ZHENG Haichao REN Guoliang et al.
(Department of Orthopaedics, Zhejiang Hospital,Hangzhou 310013,China)
【Abstract】Objective To provide an anatomic data of the lumbar isthmus, and to increase the fusion rate of the graft bone for spondylolisthesis treated with posterolateral spinal fusion and Steffee plate fixation. Methods The area and volume of the bone graft bed for posterolateral spinal fusion in the lumbar isthmus were studied on 30 dried specimens of adult lumbar spines from L1 to L5(a total of 150 lumbar vertebrae) with a vernier calipers, a goniometer and a graduate. Results The length of the superior edge of the isthmus gradually increased from L1[(7.34± 1.15) mm] to L5[(10.31± 1.89) mm], and that of its inferior edge progressively decreased from L1[(6.63± 1.24) mm] to L5 [( 4.73± 1.21) mm]. The superior edge of the isthmus was the thinnest at L1[(1.85± 0.64)mm], and the thickness increased inferiorly from L1[(6.57± 1.24) mm] to L5[(7.57± 1.16) mm]. The medial and caudal inclination of the isthmus with respect to the pedicle gradually increased from L1 (113.9° ± 13.3° ) to L5(119.1° ± 13.5° ) medial inclination and from (101.2° ± 9.5° ) at L1 to (117.6° ± 13.4° ) at L5 caudal inclination, respectively. The length of the superior edge of the isthmus and the transverse diameter of the pedicle were positively correlated to the vertebral levels. The length of the inferior edge of the isthmus were negatively correlated to the vertebral levels. The dimensions of the graft bed area were postively correlated to dimensions of the graft bone volume. Conclusion The application of firm spinal internal fixation system with adequate graft bed area and adequate graft volume, the maintenance of close contact between the graft bed and the graft bone, and adequate period of postoperative stable contact of the graft in bed were the keys to enable reduction of the spondylolisthesis and to increase the fusion rate of posterolateral bone graft.
, 百拇医药
【Key words】Lumbar vertebrae; Spondylolisthesis; Spinal fusion; Anatomy; Reference standards
腰椎滑脱是造成脊柱不稳的常见原因之一，其中以腰椎峡部因受力较大而容易损伤。目前，关于腰椎峡部的解剖学资料比较匮乏，我们对30具成人尸体标本的L1～L5，共150个干燥腰椎骨的峡部、腰椎后外侧植骨床面积和植骨块体积等进行测量，为临床实施后外侧植骨融合术和使用Steffee钢板、脊柱复位固定系统和巴克螺钉等内固定系统治疗腰椎滑脱症，提高植骨融合率提供解剖学资料。
材料与方法
一、材料
30具成人尸体标本L1～L5各30个，共计150个腰椎骨，均无明显的结构异常，男16具，女14具；年龄26～79岁。
, 百拇医药
二、方法
(一)观测指标:用游标卡尺(精确度为0.02mm)、角度计(精确度为1°)、无弹性粘贴纸和刻度计量圆筒(最大容量为50ml，精确度为0.5ml)测量以下指标。(1)腰椎峡部上缘长度(A)，从棘突根部上缘、左右侧椎板上缘相交点到上关节突根部内侧缘之间的距离。(2)腰椎峡部上缘厚度(B)，为腰椎峡部上缘中点的厚度。(3)腰椎峡部上下径(C)，为腰椎峡部上下缘中点之间的距离。(4)腰椎峡部下缘长度(D)，为上关节突根部的下外侧缘与下关节突根部上缘之间的距离。(5)腰椎峡部下缘厚度(E)，为腰椎峡部下缘中点的厚度。(6)椎弓根横径，是于椎弓根中点测量的椎弓根横向距离。(7)椎弓根上下径，为椎弓根上下缘中点之间的距离。(8)腰椎峡部内偏角(F)，为腰椎峡部横轴与椎弓根纵轴的夹角。(9)腰椎峡部尾偏角(G)，是腰椎峡部纵轴与椎弓根纵轴的夹角(图1)。(10)上关节角，是上关节突的关节面与棘突-椎体中轴矢状面形成的夹角。(11)下关节角，是下关节突关节面与棘突-椎体中轴矢状面所形成的夹角。(12)腰椎节段的后外侧植骨床面积，植骨床范围(以L4,5节段为例)包括L4的上关节突外侧面；峡部后面和外侧面；L4下关节突与L5上关节突的后面及外侧面；L5峡部上1/2的后面和外侧面；从L4和L5横突根部向外10mm范围的后面。(13)腰椎节段的后外侧植骨块体积。
, http://www.100md.com
图1 L5峡部测量示意图
(二)植骨床面积的测量:用无弹性粘贴纸(长200mm，宽10mm)根据需要剪成小片，粘贴在后外侧植骨床上，使粘贴纸片之间无空隙、无重叠、平展无皱折，并且紧密衔接。然后用游标卡尺测量剩余粘贴纸的长度，根据面积公式=用去的粘贴纸长度(200-剩余长度)×宽度，获得植骨床面积。
(三)植骨块体积的测量:选用刻度计量圆筒(最大测量容量50ml，内径24.7mm，每两相邻刻度之间距离2mm)注入30ml水，然后分别放入可塑形的模拟植骨块，使其完全浸入水中，读出液平面上升的高度。根据圆柱体体积公式=刻度计量圆筒的底面积×液面上升的高度，获得模拟植骨块的体积。
(四)统计学方法:每项数据均测量3次，取平均值，进行统计学处理。所有参数用平均数±标准差(
±s)表示。用配对t检验检测L1～L5椎体左右两侧差异；用单因素方差分析(ANOVA)检验L1～L5之间的差异，进一步的两两比较用q检验(Newman-Keuls法)；用直线回归分析检验各变量与腰椎节段之间及各变量之间的相关关系。显著性水平为α=0.05。, 百拇医药
结果
经t检验，L1～L5椎体左右两侧的各项参数差异无显著性意义(P>0.05)。
方差分析结果显示(表1～3):(1)腰椎峡部的上缘长度从L1～L5逐渐增大；(2)腰椎峡部下缘长度从L1～L5逐渐缩小；(3)L1峡部上缘最薄；(4)腰椎峡部下缘厚度从L1～L5逐渐增大；(5)腰椎峡部横轴与椎弓根纵轴形成的内偏角、腰椎峡部纵轴与椎弓根纵轴形成的尾偏角，从L1～L5逐渐增大；(6)L4，5节段后外侧植骨床面积和模拟植骨块体积最大。
表1 腰椎峡部长度测量结果(
±s,mm) 腰椎, 百拇医药
n
峡部上
缘长度
峡部下
缘长度
峡部
上下径
峡部上
缘厚度
峡部下
缘厚度
椎弓根
上下径
, 百拇医药 椎弓
根横径
L1
30
7.34±1.15
6.63±1.24
11.93±1.32
1.85±0.64
6.57±1.24
15.51±2.90
7.93±1.96
L2
, 百拇医药
30
7.97±1.74
6.37±1.26
12.64±1.52
1.92±0.71
6.78±1.21
14.16±2.67
7.71±1.87
L3
30
8.15±1.64
6.14±1.13
, http://www.100md.com
13.54±2.12
2.56±0.81
7.24±1.13
14.24±2.87
8.26±1.93
L4
30
8.55±1.53
5.43±1.31
13.34±2.22
2.17±0.62
7.43±1.32
, http://www.100md.com
13.48±2.81
10.79±2.75
L5
30
10.31±1.89
4.73±1.21
13.15±2.13
2.23±0.41
7.57±1.16
13.31±2.02
12.75±2.87
F值
, 百拇医药
24.06**
13.23**
29.22**
5.53**
0.35
24.41**
88.43**
q值
L1：L5
16.17**
, http://www.100md.com
7.95**
9.28**
1.89
1.04
8.05**
18.55**
L1：L4
6.72**
4.05
10.78**
, 百拇医药 0.67
1.02
10.05**
12.07**
L1：L3
3.89*
0.95
10.06**
4.56
0.16
5.53**
, 百拇医药
2.41
L1：L2
3.55*
0.76
7.56**
0.89
0.14
4.44**
0.38
L2：L5
12.61**
, 百拇医药
7.19**
1.72
2.78
0.90
0.11
18.93**
L2：L4
3.17
3.29
3.22
7.56**
, 百拇医药 0.88
2.11
12.45**
L2：L3
0.33
0.19
2.50
5.44**
0.02
2.42
2.79
L3：L5
, 百拇医药
12.28**
7.00**
-0.78
2.67
0.79
2.53
16.14**
L3：L4
2.83
3.10*
0.27
, http://www.100md.com
3.56
0.86
4.53*
9.66**
L4：L5
9.44**
3.90**
1.50
1.22
0.03
2.00
, http://www.100md.com
6.48**
注：*P<0.05,**P<0.01。下表同表2 腰椎峡部角度测量结果(
±s) 腰椎n
峡部内偏角
峡部尾偏角
上关节角
下关节角
L1
30
113.9°±13.3°
, 百拇医药
101.2°±9.5°
26.7°±6.6°
34.6°±7.4°
L2
30
114.4°±13.7°
106.8°±10.7°
28.1°±6.9°
28.3°±9.9°
L3
30
, http://www.100md.com 116.1°±14.1°
108.5°±11.1°
29.6°±7.1°
34.2°±7.7°
L4
30
117.9°±14.3°
112.4°±12.3°
30.1°±7.6°
45.5°±7.2°
L5
, 百拇医药
30
119.1°±13.5°
117.6°±13.4°
33.2°±9.1°
45.8°±8.7°
F值
0.98
27.01**
5.08**
296.46**
q值
, 百拇医药 L1∶L5
2.17
12.09**
5.46**
4.84*
L1∶L4
1.83
7.48**
2.61
1.35
L1∶L3
, 百拇医药
1.13
6.57**
1.94
0.17
L1∶L2
0.58
3.30
1.48
2.66
L2∶L5
1.59
8.79**
, http://www.100md.com
3.98
7.50**
L2∶L4
1.21
4.19*
1.12
4.16
L2∶L3
0.55
3.27
0.45
, http://www.100md.com
2.49
L3∶L5
1.04
5.52**
3.52*
5.01*
L3∶L4
0.71
0.92
1.69
1.52
, 百拇医药
L4∶L5
0.34
4.61**
2.85*
3.48*
表3 腰椎节段后外侧植骨床面积和
植骨块体积测量结果(
±s) 腰椎n
单侧植骨床面积
(mm2)
, http://www.100md.com
单侧植骨块体积
(mm3)
L1,2
30
1166.00±191.80
4850.19±52.31
L2,3
30
1216.00±185.00
6217.04±46.23
L3,4
, http://www.100md.com
30
1205.00±183.00
5732.03±60.11
L4,5
30
1275.00±176.00
6904.89±58.55
L5S1
30
1186.00±181.00
5441.01±70.00
, 百拇医药
F值
3.50**
99.19**
q值
L1,2：L5S1
2.30
10.64**
L1,2：L4,5
5.75**
22.64**
, http://www.100md.com
L1,2：L3,4
3.45*
6.11**
L1,2：L2,3
5.25**
17.11**
L2,3：L5S1
2.95
6.48**
, 百拇医药
L2,3：L4,5
0.50
5.53**
L2,3：L3,4
1.80
11.00**
L3,4：L5S1
1.15
4.53**
L3,4：L4,5
, 百拇医药
2.3
16.54**
L4,5：L5S1
3.45*
12.01**
直线回归分析表明(表4)：(1)腰椎峡部上缘长度、腰椎峡部上下径、腰椎峡部下缘厚度、下关节角均与腰椎节段呈正相关；(2)腰椎峡部上缘厚度与腰椎节段无相关关系；(3)腰椎峡部上缘厚度、上关节角、尾偏角、椎弓根横径与腰椎峡部上缘长度呈正相关；(4)腰椎峡部上缘厚度、尾偏角和椎弓根横径与腰椎下缘长度呈正相关；(5)腰椎峡部下缘厚度与腰椎峡部上下径、椎弓根上下径与腰椎峡部上缘厚度、下关节角和内偏角与上关节角、椎弓根横径与下关节角、腰椎后外侧植骨床面积与植骨块体积，均呈正相关；(6)腰椎峡部下缘长度与腰椎节段、椎弓根横径与腰椎峡部下缘长度、椎弓根上下径与内偏角均呈负相关。表4 L1～L5各项测量参数之间的相关系数r值分析结果 对比项目
, 百拇医药
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
m
n
, 百拇医药
a
1.00
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
, 百拇医药
-
b
0.39*
1.00
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
, 百拇医药
-
-
c
-0.38*
0.23
1.00
-
-
-
-
-
-
-
, 百拇医药 -
-
-
-
d
0.37*
-0.13
-0.24
1.00
-
-
-
-
, 百拇医药 -
-
-
-
-
-
e
-0.02
0.47**
0.37*
-0.11
1.00
-
, 百拇医药
-
-
-
-
-
-
-
-
f
0.40*
0.35
0.09
0.38*
, 百拇医药
0.02
1.00
-
-
-
-
-
-
-
-
g
0.26
0.37*
, http://www.100md.com
-0.11
-0.13
0.12
0.09
1.00
-
-
-
-
-
-
-
h
0.49**
, 百拇医药
0.19
-0.23
-0.31
0.08
0.09
0.47*
1.00
-
-
-
-
-
-
, 百拇医药
i
0.26
0.18
0.04
0.12
0.07
0.39*
0.37*
0.33
1.00
-
-
-
, 百拇医药
-
-
j
0.29
0.41*
0.39*
-0.09
0.20
0.24
0.17
0.08
0.24
1.00
, 百拇医药
-
-
-
-
k
-0.14
0.03
0.04
0.13
0.38*
-0.19
-0.21
-0.15
, http://www.100md.com
-0.58**
-0.21
1.00
-
-
-
l
0.21
0.48**
-0.37*
0.29
0.16
, http://www.100md.com
0.38
0.24
0.49**
0.13
0.24
0.21
1.00
-
-
m
0.27
0.13
0.22
, 百拇医药
0.38*
0.02
0.09
0.12
0.22
0.15
0.08
0.33
0.11
1.00
-
n
0.15
, http://www.100md.com
0.22
0.09
0.13
0.07
0.09
0.31
0.17
0.03
0.14
0.21
0.14
0.49**
1.00
, 百拇医药
注 a:腰椎节段 b:峡部上缘长度 c:峡部下缘长度 d:峡部上下径 e:峡部上缘厚度 f:峡部下缘厚度 g:上关节角角度 h:下关节角角度 i:峡部内偏角 j:峡部尾偏角 k:椎弓根上下径 l:椎弓根横径 m:植骨床面积 n:植骨块体积
讨论
目前，对腰椎滑脱症的病因学尚不完全了解，但多数学者认为与重复应力和损伤有关。在年轻的运动员中腰椎滑脱症比较多见，据推测与继发于反复旋转应力有关[1]。Hutton等[2]证实，在体外实验中，疲劳负荷能造成腰椎峡部不连。Grobler等[3]曾指出，L4,5小关节面的走向呈矢状位者易发生退行性腰椎滑脱症。生物力学研究也进一步证实，垂直负荷容易使L5峡部在后伸过程中受到损伤[4]。因为在日常生活中L5承受的应力较大，因此，其峡部容易受损伤。除屈曲超载外，失去平衡的切应力也可使椎弓被迫旋转，由于L5峡部的解剖学特征，必然承受该应力，从而导致腰椎滑脱的发生率增加[5]。
, http://www.100md.com
我们在实验中发现，下腰椎峡部的上缘和下缘长度变异性较大，其中以L5峡部的变异最大。L5峡部上缘长度最长为(10.31±1.89)mm，下缘长度最短为(4.73±1.21)mm。L5峡部内偏角和尾偏角的最大角度分别为119.1°±13.5°和117.6°±13.4°，提示L5峡部的解剖结构比其他椎体节段薄弱。L5的这些特殊的解剖学特征，可导致来自轴向负荷所产生的较大的切应力作用于其峡部。相关分析表明，腰椎峡部的方向和大小与小关节突关节面的方向和椎弓根的形态学变化相关，正常腰椎L5小关节面的走向与其他腰椎节段相比，多呈冠状位[6]。当L5小关节面的走向呈斜位时，将会导致其椎体轴向旋转明显受限，并且扭转应力增大[6]。当L5小关节面呈冠状位时，由上位椎体节段向下传递的较大的轴向负荷作用于L5的峡部，极易导致L5节段发生滑脱。
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对腰椎滑脱症患者施行手术治疗的最终目的是使滑脱的椎体融合。如何才能提高融合率呢？有人发现融合后的植骨块体积通常不会比初植入时的骨块体积增大，相反，融合后的骨块密度增高，体积缩小[7]。Kabins等[8]使用变形螺钉安置系统(avariable screw placement system)治疗L4,5椎体分离，并且行植骨融合手术，术后随访发现，植骨块的体积缩小或消失。针对这种现象，Heggeness等[9]指出，植骨块的萎缩性骨不连是由于坚强的脊柱内固定对植入骨块产生应力保持作用所致。相反，Lenke等[10]报告，在不复位固定的情况下为腰椎滑脱症患者进行植骨融合术，植骨块的融合率较低，其主要原因是植骨块被吸收。Kim等[11]在滑脱的腰椎节段进行横突间植骨融合术，术后2周和18个月进行CT扫描测量植骨块体积，发现植骨块的平均体积由2周时的6251mm3降至18个月时的2842mm3，减少了54.8%。因此，他们认为，初植入时的骨块体积与骨融合后剩余骨块的体积及植骨块被吸收的体积呈正相关，而且由退行性变与峡部不连引起的腰椎滑脱，用或不用椎弓根螺钉固定，在横突间植骨术后18个月测量植骨块体积的缩小量并无统计意义。植骨融合术后的植骨块体积缩小受很多因素的影响，包括年龄、吸烟、融合节段、手术技巧、骨块的代谢平衡等，但均不十分明确。
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我们发现，腰椎各节段的后外侧植骨床面积和模拟植骨块体积均有显著变化，其中，L4,5单侧植骨床面积最大(1275.00±176.00)mm2，该节段单侧模拟植骨块体积也最大(6904.89±58.55)mm3。因此，我们建议临床医生在行植骨融合术时，将植骨块与植骨床接触面进行适当修整，在两者之间空隙处充填碎骨块，尽量使植骨块与植骨床之间的不规则表面有更多的“点”接触，从而提高植骨融合率。
参考文献
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9，Heggeness MH, Esses SL. Classification of pseudoarthrosis of the lumbar spine. Spine,1991,16(8 Suppl):449-454.
10，Lenke LG, Bridwell KH, Bullis D, et al. Results of in- situ fusion for isthmic spondylolisthesis. J Spinal Disord,1992,5:433-442.
11，Kim KW, Ha KH, Moon MS, et al. Volumetric change of the graft bone after intertransverse fusion. Spine,1999,24: 428-433.
(收稿日期:1999-11-24), 百拇医药