腰椎关节突结构差异影响腰椎退变机制的生物力学研究现状

<正>腰椎退行性病变导致的腰腿痛是当今社会造成劳动力丧失和残疾的常见原因之一,严重影响患者的生活质量,产生了巨大的医疗费用支出。腰椎关节突关节作为腰椎应力传导和运动控制的重要部分,其复杂的解剖结构和生物力学特点决定其在腰椎退变过程中起到了重要作用。关节突结构差异可能通过对关节突退变和椎间盘退变的影响进而加速腰椎整体退变的进程。通过影像学观察发现,这种差异与部分腰椎退行性病变的发生存在相关性[1-6],提示关节突结构差异通过特殊的     

椎间盘退变的腰椎活动节段力学模型

椎间盘是人体组织中最早发生退行性改变的部位。本文报告采用三维有限元方法建立的椎间盘退变腰椎活动节段的力学模型,着重分析其在直立时的应力分布与载荷传递情况。模型共有388个节点,组成293个单元,所得结构较为合理可靠。作者认为,本模型具有其独特的优点。可望用于进一步的研究。     

腰椎小关节的生物力学

腰椎小关节是腰椎运动节段的重要组成部分，能控制腰椎运动节段的活动，承载施加于腰椎上的负荷，与椎间盘，韧带，包括关节囊一起维持腰椎的稳定性。同体内其他关节一样，当腰椎小关节承受异常的活动或应力时，易发生退行性变或发生小关节骨关节炎。Goldthnait于1911年首次提出腰椎小关节退变可引起腰背痛的假设。Ghormley于1933年提出了小关节综合征这一概念，并延用至今。现在，越来越多的研究表明腰椎小关节的迫性性变是引起腰椎不稳定和下腰痛的重要原因[1,2,3]，有学者估计15％到40％的慢性下腰痛同小关节有关[4]，因此腰椎小关节的…     

腰痛患者腰椎小关节退变与椎间盘退变的MRI比较

背景：研究脊柱退变的过程时发现椎间盘与小关节相互关联同时也相互影响,并将影响脊柱的正常功能及稳定,从而引起腰痛,而关于椎间盘和小关节的退变顺序一直存在争议。 目的：分析腰痛患者中腰椎小关节退变与椎间盘退变之间的关系。 方法：回顾性分析186例腰痛患者的腰椎MRI,对每例患者的L2-S1四个运动节段的小关节及椎间盘的退变进行评估。按年龄将入选人群分为3组(< 40岁,40-60岁,>60岁)。 结果与结论：腰椎小关节及椎间盘退变比率均随年龄增长而增加,二者退变均在L4-5、L5-S1节段退变最明显。在小关节与椎间盘的退变比率比较中,在各年龄段的各节段中椎间盘退变比率均大于小关节退变比率,除了年龄< 40岁及40-60岁的抽样人群中L2-3小关节退变多于椎间盘退变,但差异无显著性意义(P > 0.05)。腰椎小关节退变与椎间盘退变之间的相关性呈弱相关(χ2=100.9,P < 0.001,gamma=0.22 )。结果提示椎间盘退变与小关节退变均随年龄增长而增加,二种退变间呈弱相关,而二者在腰椎退变中的退变顺序仍不明确,需进一步研究。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

退变性腰椎滑脱症的治疗进展

随着社会老龄化的发展,腰椎的退行性疾病所引起的下腰痛的患者越来越多。腰椎退变往往伴随着腰椎的不稳、滑脱或侧弯,然而目前对退变性腰椎滑脱症的治疗仍存有争议,值得进一步探讨。现就退变性腰椎滑脱症的治疗作一综述。     

腰椎小关节不对称与小关节退变程度的关系及其临床意义

目的探讨退行性腰椎滑脱(Degenerative Lumbar Spondylolisthesis,DLS)腰椎小关节不对称与小关节退变程度的关系及其临床意义。方法随机从2004年5月～2009年8月我院收治的102例DLS患者中选取60例作为观察组,从300名在我院行体检无脊柱疾患的人员中选取与DLS组年龄、性别相匹配的60名作为对照组。在MRI上测量L3/4、L4/5、L5/S1两侧小关节角并计算出小关节不对称角度,同时观察小关节的退变程度,将其分为4度。并对所测参数进行相关性分析。结果腰椎左侧小关节方向比右侧更偏向矢状位,但这仅在DLS组L3/4(P=0.003)、L4/5(P=0.000)两个节段有统计学意义。两组L4/5小关节不对称与L3/4、L5/S1相比更严重,DLS组小关节不对称角度与对照组相应节段相比更大,小关节的退变程度更加严重,小关节不对称随着小关节退变程度的增加而增加。结论 (1)小关节不对称在下腰椎中普遍存在;(2)小关节不对称与小关节的退变程度呈正相关;(3)小关节不对称不仅是小关节骨性关节炎重塑的结果,而且是小关节先天存在的形态学异常;(4)小关节不对称增加了DLS的危险性,小关节不对称及退变程度对DLS具有病因学意义。     

腰椎小关节的生物力学研究：三维有限元分析

作者对于腰椎小关节进行了三维有限元分析。结果表明,腰椎小关节在直立位、前屈位和后伸位时,均出现明显的应力集中。而腰椎间盘退变时,其应力水平又较正常时升高。作者认为,腰椎小关节过载可能是引起腰背疼痛的原因之一。腰椎间盘退变可使小关节承载加大。引起小关节的一系列病理变化,进而导致神经根管狭窄及神经根卡压。     

腰椎退变与不稳的影像学研究

目的：探讨椎间盘退变、小关节骨关节炎与腰椎退变性不稳3者之间的关系。方法：分析120个下腰痛患者的核磁共振影像与脊柱功能位X线片，腰椎不稳分为成角不稳，旋转不稳和水平不稳；椎间盘退变根据T2加权相被分为5级；小关节骨关节炎在T1加权相上被分为4级。结果：椎间盘退变程度和年龄成正相关，差异有显著性意义（P〈0．01）；有26．8％（93个）节段出现腰椎不稳，其中以椎间盘退变程度为1，2级的节段最为多见，与其他各级相比差异有极显著性意义（P〈0．01）；椎间盘退变和小关节骨关节炎呈正相关（J=0．937，P〈0．05），向前水平不稳和椎间盘退变和小关节骨关节炎明显相关，差异成极显著性（P〈0．01）。结论：放射影像测量的腰椎不稳定和小关节骨关节炎和椎间盘退变有明确的相关性。     

腰椎曲度变直时椎间盘病变的特点

目的　通过分析腰椎曲度变直患者腰椎间盘病变的发生情况，揭示T11~S1各椎间盘的不同类型病变对腰椎曲度的影响。方法　回顾分析腰椎曲度变直组（69例）和对照组（同一年龄组，腰椎曲度正常，共41例）T11-S1各椎间盘病变情况，分别观察椎间盘蜕变、突出、椎间隙狭窄的发生情况，在两组间对部分节段不同病变的发生率进行比较。结果　两组中T11-L2段椎间盘病变的发生率很低，在两组间无法进行统计学处理。L2-S1段椎间盘病变的发生率增高，腰椎曲度变直组除L2-3椎间盘突出和椎间隙狭窄与腰椎曲度正常组比较差异无显著性意义外(P>0.05)，其余节段椎间盘蜕变，突出和椎间隙变窄在两组间差异均有显著性意义（P<0.05或P<0.001）。结论　腰椎曲度变直组病人下腰段(L2-S1)椎间盘病变发生率明显增高，说明腰椎间盘病变作为局部因素可能是腰椎曲度变直的诱因。     

腰椎退行性滑脱与小关节形态之间关系的临床研究

目的:研究腰椎小关节形态变化与腰椎退行性滑脱之间关系。方法:通过X线、SCT等研究手段,分别测量89例腰椎退行性变滑脱病人与正常对照组之间的椎间盘高度比、小关节的角度以及小关节的横径等数据,结果行统计学处理与分析。结果:LDS组L3/4、L4/5、L5/S1节段的小关节角分别为(56.37±11.90)°、(61.30±13.41)°、(43.89±11.38)°;小关节的横径分别为(14.69±3.34)mm、(19.07±4.95)mm、(9.84±3.02)mm;椎间盘高度比分别为0.29±0.07、0.24±0.06、0.25±0.06。与正常对照组相比,LDS组的小关节角偏矢状角、椎间盘的高度比减少、小关节的横径增加;LDS组相应滑脱节段椎间盘全部变性。结论(:1)腰椎小关节基部横径越大,该小关节角度越趋于矢状位,腰椎滑移几率越高;(2)腰椎小关节与椎间盘退变之间关系密不可分;(3)腰椎小关节疾病的临床影像学缺乏科学的描述与支持,值得进一步研究。     

不同位置植入SMH人工腰椎间盘对小关节应力分布的影响

目的:通过三维有限元方法研究正常椎间盘、SMH人工腰椎间盘前置、中置和后置四组模型中小关节的应力分布情况,探讨不同位置植入SMH人工腰椎间盘对小关节应力分布的影响。方法:建立正常腰椎间盘、人工SMH腰椎间盘前置、中置和后置的三维模型,然后模拟腰椎节段的运动,进行小关节应力分布的比较研究。结果:与正常L4/5椎间盘模型相比,除SMH人工腰椎间盘前置模型前屈时比正常模型小关节应力小外,其余运动时SMH人工腰椎间盘前置、中置和后置模型中小关节的应力均高于正常腰椎间盘组,但后置SMH人工腰椎间盘组则相对较小。结论:SMH人工腰椎间盘后置可以更好地预防小关节的退变;人工椎间盘植入位置的不同对人工腰椎间盘术远期疗效的预测具一定的作用。     

小关节角矢状化、椎间盘退变对退变性腰椎滑移作用的有限元研究

目的探讨小关节矢状化与椎间盘退变间的关系及其对退变性腰椎滑移的作用和意义。方法采用一种新型CAD方法精确构建65°小关节角、45°小关节角、25°小关节角与正常椎间盘、轻度退变椎间盘、重度退变椎间盘相组配的9种腰椎L4-L5活动节段有限元模型。生理压缩载荷下,分别对9种有限元模型的生物力学参数进行测试。结果与小关节角45°和25°有限元模型相比,小关节角65°有限元模型的矢状方向椎体前移位增加,关节突、峡部等效应力和关节突水平方向接触力明显增加;小关节角65°有限元模型的终板膨出减小,纤维环基质应力增加。与正常有限元模型相比,椎间盘轻度退变有限元模型刚度下降,小关节突及峡部应力轻度增加。9种有限元模型中,轻度退变椎间盘结合小关节角65°有限元模型的抗前剪力能力最差。结论小关节角矢状化既是退变性腰椎滑移的原发诱因,又是局部应力变化导致关节突再塑形的继发病理改变,矢状型小关节腰椎活动节段矢状方向内在不稳定性受椎间盘退变程度的影响,椎间盘退变对小关节角矢状化无明显促进作用。     

人工腰椎间盘植入后小关节应力分布的比较研究

目的:通过三维有限元的方法研究正常椎间盘、髓核摘除、人工腰椎间盘三组小关节的应力分布,探讨人工腰椎间盘植入小关节应力分布的影响.方法:利用有限元软件MSC.MARK,建立正常椎间盘、髓核摘除、人工腰椎间盘及L4～5运动节段的三维模型,然后模拟腰椎节段的运动,进行小关节应力分布的比较研究.结果:在各种运动状态下髓核摘除组小关节的应力最大,人工腰椎间盘组的小关节应力比正常椎间盘高,但明显小于髓核摘除组,但在旋转状态下,人工腰椎间盘小关节的中心部位承受的应力最大.结论:人工腰椎间盘植入后与髓核摘除组相比可降低小关节的应力,但仍高于正常的腰椎间盘组;人工腰椎间盘组的抗旋转能力明显低于正常腰椎间盘组和髓核摘除术后组,由此可见,目前的人工腰椎间盘具有腰椎间盘大部分的力学功能,与真正的腰椎间盘仍有差别.     

腰椎关节突关节形态变化及其对腰椎退行滑脱的影响

目的：研究腰椎关节突关节形态变化及其对腰椎退行性变滑脱的影响。方法：随机抽取42例腰椎退行性变滑脱(LDS)、52例腰椎间盘突出症(LDH)的病人的X光、CT进行测量其椎间盘的高度比、关节突关节的角度以及关节突关节的横径数据进行统计处理与分析。结果：与LDH组相比，LDS组的关节突关节角偏矢状角，其椎间盘的高度比以及关节突关节的横径均较少。结论：腰椎关节突关节宽基部横径越小，该关节角度越趋于矢状位，腰椎滑移几率越高。     

椎间盘髓核摘除对腰椎间小关节承载功能影响的实验研究

目的分析椎间盘髓核摘除后腰椎小关节受力大小及变化情况。方法采用8具新鲜脊柱腰骶段(L1~S1)标本,在MTS系统上用压敏片分别测量L3-L4、L4-L5两个节段小关节面在中立位和前屈、后伸位时受力大小;摘除L4-L5椎间盘髓核,重复测量。结果完整脊柱标本中,L4-L5与L3-L4节段关节面受力大小相似:中立位时受力占轴向压缩载荷的15%;前屈10°、20°时受力占压缩载荷的比例减为9%、5%;后伸10°、20°时受力占压缩载荷的比例增至23%、33%。L4-L5椎间盘髓核摘除后,L4-L5节段小关节面在各个运动状态下受力均显著增大,而L3-L4节段小关节受力也有增加的趋势。结论腰椎小关节有一定的承载功能。腰椎间盘切除术后,同一平面及相邻平面小关节受力增加,可能引发腰痛。     

腰椎小关节穿刺的应用解剖

目的:研究腰椎小关节穿刺的解剖入路,供临床参考应用。方法:采用新鲜成人脊柱腰段标本35(男22、女13)例,通过横断断层解剖学方法,从横断面上对L1～2～L5～S1腰椎小关节的类型、关节角、上下关节突间距以及关节面的形态等进行观测。结果:①关节类型L1～2～L5～S1主要为上凹面型(82.6%)和平面型(17.4%),其中L5～S1有51.4%为上凹面型,48.6%为平面型;②关节角从L1～2至L5～S1腰椎关节突关节角逐渐增大,分别为26°、30°、35°、40°、45(°女性平均略大3°～5°);③关节的位置在后正中线外侧,相应的上、下腰椎棘突后缘中点之间,与后正中线的距离由上到下逐渐增加,分别为14.20、15.74、18.90、24.22、27.20mm;④穿刺要经过皮肤、浅筋膜、胸腰筋膜后层、竖脊肌、关节囊后壁。结论:腰椎小关节穿刺应根据关节的类型、关节角大小选择相应腰椎间隙中点的外14.20～27.20mm(平均20.05mm)处进行。     

身体姿势对腰椎小关节受力的影响

目的 :分析脊柱处于不同姿势时腰椎小关节受力大小及变化情况。方法 :采用 8具新鲜脊柱腰骶段 (L1～S1)标本 ,在MTS系统上用压敏片测量L4、5小关节面在中立位和前屈、后伸位时受力大小。结果 :中立位时L4、5小关节受力为 (3 1.16± 7.15 )N ,占轴向压缩载荷的 15 % ;前屈时小关节受力减小 ,前屈 10°、2 0°时受力大小为 (18.3 2± 4.46)N、(9.3 8± 1.82 )N ,占压缩载荷的比例减为 9%、5 % ;后伸时小关节受力增大 ,后伸 10°、2 0°时受力大小为 (4 5 .92± 11.0 6)N、(65 .68± 10 .16)N ,占压缩载荷的比例增至2 3 %、3 3 %。结论 :腰椎小关节在中立位能承受脊柱的一部分压缩载荷 ,且随脊柱姿势不同小关节面受力也不同。     

Significance of interfacet distance, facet joint orientation, and lumbar lordosis in spondylolysis

The aim of this study is to reveal the association between lumbar spondylolysis and several radiologic parameters, which had been suggested to be significant. The authors examine interfacet distance (IFD), facet joint orientation (FJO), and lumbar segmental lordosis (LSL) all together on the basis of lumbar computed tomography (CT) scan of 35 patients with L5 spondylolysis and 36 unaffected control groups. Thirty-five Korean military recruits, aged 19-23 (mean 20.9 years), were diagnosed as L5 spondylolysis by lumber CT scans. As a control group, 36 male Korean military recruits, aged 18-25 (mean 21.3 years), were reconfirmed as not affected by lumbar spondylolysis by CT scan when they visited our hospital complaining of back pain. This study compares IFD, FJO, and LSL for each lumbar segment between the spondylolytic and unaffected groups. We also propose the use of normal mean data of IFD, FJO, and LSL of lumbar vertebrae from 36 Korean young military recruits because each measurement has power as an absolute value, like data from an osteologic collection in other studies. Comparison of IFD between spondylolytic and unaffected individuals reveals significant differences at the L3, L4, and L5 level (P = 0.0384, P = 0.0219, and P < 0.0001, respectively). In the group of spondylolysis, the increase of IFD from L4 to S1 was less pronounced (P < 0.0001) and the LSL at L5-S1 was more lordotic (P = 0.0203). Interfacet distance and lumbar lordosis were significantly different between patients with L5 spondylolysis and individuals without pars defect on L5. In the spondylolysis group, and the increase of IFD from L4 to S1 was less pronounced and the LSL at L5-S1 was more lordotic.