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探討腰椎椎弓崩裂的診斷與治療
摘要：所謂的腰椎椎弓崩裂(Spondylolysis)是指椎弓峽部產(chǎn)生的應(yīng)力骨折狀態(tài)，也稱峽部裂，發(fā)生率為6%[1]。峽部裂可發(fā)生于單側(cè)或雙側(cè)，如果產(chǎn)生雙側(cè)的峽部裂隙，椎體、椎弓根、橫突和上關(guān)節(jié)突可在應(yīng)力的作用下一起與椎板、棘突和下關(guān)節(jié)突發(fā)生滑行分離，即發(fā)生腰椎滑脫。本文就發(fā)生椎弓崩裂有關(guān)的研究做一綜述。關(guān)鍵詞： 椎弓崩裂，腰椎;診斷，治療
1 腰椎椎弓崩裂的生物力學(xué)及損傷機(jī)制
雖然腰椎峽部骨折可由一次性撞擊引起，但越來越多的證據(jù)表明大部分情況是周期性負(fù)荷引起的累積微創(chuàng)傷導(dǎo)致的疲勞骨折。疲勞骨折是指由小于一次引起骨折的負(fù)荷的反復(fù)作用引起的骨折。疲勞可發(fā)生于全身組織，當(dāng)修復(fù)的速度小于反復(fù)負(fù)荷引起損傷的速度時(shí)發(fā)生。疲勞時(shí)限用來描述抵抗疲勞骨折的強(qiáng)度，Cyron等[2]指出，在脊柱疲勞的時(shí)限決定于周期性的壓力的大小和施加的方法，疲勞骨折最初發(fā)生在骨質(zhì)最大壓力處。
人類直立行走，體重通過腰椎傳遞，椎弓最窄的椎弓峽部由于對抗負(fù)荷橫截面積最小而成為椎弓部承擔(dān)負(fù)荷的最主要的應(yīng)力集中點(diǎn)，關(guān)節(jié)突負(fù)荷是作用于椎弓的主要應(yīng)力，所以注定了峽部缺損為人類所特有。Gatt等[3]估計(jì)腰椎后部結(jié)構(gòu)承擔(dān)站立時(shí)負(fù)荷的16%，然而Klemenesics等[4]卻認(rèn)為腰椎后部結(jié)構(gòu)承擔(dān)了過伸時(shí)總負(fù)荷的30%。Grobler等[5]通過對脊柱生物力學(xué)的研究認(rèn)為在脊柱任一運(yùn)動(dòng)節(jié)段均存在剪力，上一椎體對下一椎體有向前滑移、旋轉(zhuǎn)的趨勢，這是發(fā)生椎弓崩裂的力學(xué)基礎(chǔ)。剪力的來源可以這樣理解，把脊椎受力平面橫切后分析所受
壓力，可以得到這樣幾個(gè)分量：垂直作用于切面的正常壓力和平行于切面的剪切力以及動(dòng)量，動(dòng)量在屈曲時(shí)又會引起壓力。椎弓崩裂和腰椎滑脫通常發(fā)生在L4和L5，原因是由于腰椎前凸的存在，使這一部位承受更大的負(fù)荷，更易受剪切力的作用。
脊椎周期性負(fù)荷的施加方式是影響椎弓峽部疲勞時(shí)限的另一個(gè)重要因素。過伸時(shí)脊柱發(fā)生旋轉(zhuǎn)，脊柱的上關(guān)節(jié)突擠壓上位脊椎的下關(guān)節(jié)突，這種接觸力使下關(guān)節(jié)突發(fā)生向前上的彎曲，峽部的下方產(chǎn)生張力。屈曲時(shí)相鄰的上下關(guān)節(jié)突產(chǎn)生分離，但被關(guān)節(jié)囊和韌帶緊緊連接，使峽部向前彎曲，同時(shí)屈曲時(shí)脊椎與水平面間的角度增大剪切力也增大，增加了體重的動(dòng)量力臂，而且穩(wěn)定上半身的豎脊肌也會牽拉后部結(jié)構(gòu)而增大負(fù)荷[6]。Sairyo等[7]設(shè)計(jì)了L3～S1階段韌帶的有限元模型，分析了屈曲、伸展、側(cè)屈和軸向旋轉(zhuǎn)時(shí)各個(gè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布;并計(jì)算各個(gè)結(jié)構(gòu)Von Mises應(yīng)力，預(yù)測的最高應(yīng)力在峽部，而且伸直和旋轉(zhuǎn)的應(yīng)力大于屈曲和側(cè)屈。這一結(jié)果和Soler等[8]的峽部骨折最常發(fā)生于伸展和旋轉(zhuǎn)時(shí)的臨床觀察結(jié)果相吻合。椎弓峽部的疲勞骨折過程可以這樣描述，周期性屈曲和伸展/過伸，或者上半身反復(fù)承受高沖擊力，使峽部反復(fù)彎曲，達(dá)到疲勞時(shí)限后，在最高主應(yīng)力點(diǎn)開始出現(xiàn)斷裂，負(fù)重持續(xù)，斷裂會不斷擴(kuò)展，進(jìn)而發(fā)展為腰椎滑脫。Klemencsics等[9] 設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)械模型進(jìn)一步證實(shí)了椎弓崩裂與滑脫之間的病理變化關(guān)系，當(dāng)峽部受到屈曲力時(shí)峽部裂隙無變化;當(dāng)峽部受到伸展力時(shí)峽部裂隙加大。如果峽部裂隙不能對抗張力，張力即轉(zhuǎn)化到峽部周圍纖維及韌帶組織，作用于韌帶及纖維組織的張力達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)韌帶斷裂并峽部斷開，椎體向前滑移并產(chǎn)生滑脫。
椎弓崩裂的病因除了生物力學(xué)因素外，還存在遺傳傾向，因此在考慮生物力學(xué)因素的同時(shí)，也需要研究生物和遺傳因素。對于運(yùn)動(dòng)員而言，本病的確切病理生理可能包括真正的疲勞骨折，而對于久坐的椎弓崩裂患者更多的可能與解剖相關(guān)的峽部內(nèi)部脆性有關(guān)。
2 腰椎椎弓崩裂的診斷
腰椎崩裂可分為三個(gè)臨床階段：早期、進(jìn)展期和終末期[7],各個(gè)階段的癥狀變異較大，給臨床診斷帶來了困難。絕大多數(shù)病例在整個(gè)的病變過程中都不出現(xiàn)癥狀，也可能在疾病的晚期受到輕微或者明顯的外傷后出現(xiàn)癥狀。其最主要癥狀是下腰部的疼痛，也可能出現(xiàn)神經(jīng)損傷的癥狀，椎弓崩裂的運(yùn)動(dòng)員在完成特定的運(yùn)動(dòng)時(shí)可能會產(chǎn)生疼痛，疼痛的開始可以是急性的，或者進(jìn)行性的，以后變?yōu)槁酝椿蜮g痛。
在影像學(xué)上椎弓崩裂可有這樣的幾個(gè)階段的表現(xiàn)：應(yīng)力反應(yīng)、微骨折、假關(guān)節(jié)和最后的滑脫。一般認(rèn)為 ，45°側(cè)斜位片是診斷腰椎椎弓崩裂的重要手段 。然而，不同腰骶部放射位置探測椎弓崩裂的靈敏度是有限的[11] ，只有當(dāng)射線束與峽不連平面相平行時(shí)才能獲得理想的效果。也就是只有當(dāng)峽不連平面與冠狀面成45°夾角且與腰椎峽部垂直時(shí)，45°側(cè)斜位片才具有診斷意義。45°側(cè)斜位片上腰椎神經(jīng)弓呈狗形投影，峽部位于狗頸處。侯樹勛等[12]認(rèn)為大約20%椎弓崩裂在45°側(cè)斜位片才能被發(fā)現(xiàn) ，并認(rèn)為45°側(cè)斜位片對于青年患者的檢查尤其重要。Saifuddin等[13]通過對34例椎弓崩裂患者進(jìn)行45°側(cè)斜位片和CT掃描研究結(jié)果顯示椎弓崩裂的裂隙角度變異很大，這是影響X線拍片結(jié)果的重要因素。并認(rèn)為除非伴有椎體滑脫，大多數(shù)腰椎椎弓崩裂在45°側(cè)斜位片上不能顯示。通過這些可以看出腰椎側(cè)斜位片不應(yīng)作為診斷腰椎椎弓崩裂的可靠方法，對于X線平片顯示可疑腰椎椎弓崩裂患者，應(yīng)常規(guī)進(jìn)行CT掃描檢查。在椎弓崩裂的早期椎弓部應(yīng)力骨折后，CT掃描顯示毛刷狀線;在進(jìn)展期，損傷部位間隙清晰可見;終末期，骨折部位顯示有硬化。遺憾的是即使使用CT掃描，早期診斷有時(shí)也是非常困難的。隨著骨骼未成熟運(yùn)動(dòng)員參加高水平競技運(yùn)動(dòng)人數(shù)的增加，年輕運(yùn)動(dòng)員患者人數(shù)也在增加，早期診斷年輕運(yùn)動(dòng)員活躍性的椎弓崩裂顯得尤為重要。對于早期的診斷腰椎椎弓崩裂 MRI檢查似乎很有意義，Wirtz等[14]認(rèn)為MR可以在腰椎椎弓崩裂發(fā)生的早期階段于T1、T2加權(quán)顯示典型的骨性改變，這種改變表現(xiàn)為在峽部顯示出骨髓水腫的影像。但其區(qū)分椎弓崩裂不同階段的價(jià)值仍有待進(jìn)一步研究證明。Dutton等[15]認(rèn)為單光子計(jì)算機(jī)斷層掃描 (SPECT)對診斷腰椎椎弓崩裂較平片有顯著意義。Congeni等[16]也認(rèn)為骨閃爍掃描對年輕運(yùn)動(dòng)員獲得性椎弓崩裂的早期診斷是最敏感的�，F(xiàn)一般認(rèn)為骨掃描，尤其是SPECT結(jié)合CT是診斷椎弓崩裂的“金標(biāo)準(zhǔn)”。
3 腰椎椎弓崩裂的治療
3.1 保守治療 椎弓崩裂和腰椎滑脫一樣均可采取保守治療及手術(shù)治療，兩者的治療目標(biāo)也是一致的。主要是三大治療目標(biāo)，分別是骨愈合、減輕疼痛、恢復(fù)功能。保守治療對早期和進(jìn)展期椎弓崩裂有效，終末期缺損(假關(guān)節(jié)形成)需要手術(shù)治療促進(jìn)骨折愈合。休息、支具固定、理療和電刺激是治療活躍性椎弓崩裂最常用的保守治療方法。Sairyo等[17]認(rèn)為保守治療應(yīng)該使用支具固定骨折部位，同時(shí)停止引發(fā)誘因的運(yùn)動(dòng)至少3個(gè)月。大量文獻(xiàn)認(rèn)為理療和電刺激對緩解非特異性下腰部疼痛是有效的。Morita等[18]認(rèn)為如果骨折明顯，斷端沒有硬化，病例的愈合率為38%～73%。陳舊性、分離性并伴有硬化邊緣的骨折是不會愈合的，但有可能經(jīng)過保守治療后癥狀消失。在這里需要強(qiáng)調(diào)的是，在疲勞骨折相關(guān)的代謝亢進(jìn)階段或進(jìn)行性椎弓崩裂階段，早期診斷對運(yùn)動(dòng)員而言是很重要的。因?yàn)閷@個(gè)特定的群體，發(fā)病早期時(shí)做保守治療是極其有效的，愈合率很高，平均
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