探讨腰椎椎弓崩裂的诊断与治疗

探讨腰椎椎弓崩裂的诊断与治疗

摘要：所谓的腰椎椎弓崩裂(Spondylolysis)是指椎弓峡部产生的应力骨折状态，也称峡部裂，发生率为6%。峡部裂可发生于单侧或双侧，如果产生双侧的峡部

裂隙，椎体、椎弓根、横突和上关节突可在应力的作用下一起与椎板、棘突和下关节突发生滑行分离，即发生腰椎滑脱。本文就发生椎弓崩裂有关的研究做一综述。

关键词：椎弓崩裂，腰椎;诊断，治疗

1 腰椎椎弓崩裂的生物力学及损伤机制

虽然腰椎峡部骨折可由一次性撞击引起，但越来越多的证据表明大部分情况是周期性负荷引起的累积微创伤导致的疲劳骨折。疲劳骨折是指由小于一次引起骨折的负荷的反复作用引起的骨折。疲劳可发生于全身组织，当修复的速度小于反复负荷引起损伤的速度时发生。疲劳时限用来描述抵抗疲劳骨折的强度，Cyron等指出，在脊柱疲劳的时限决定于周期性的压力的大小和施加的方法，疲劳骨折最初发生在骨质最大压力处。

人类直立行走，体重通过腰椎传递，椎弓最窄的椎弓峡部由于对抗负荷横截面积最小而成为椎弓部承担负荷的最主要的应力集中点，关节突负荷是作用于椎弓的主要应力，所以注定了峡部缺损为人类所特有。Gatt等估计腰椎后部结

构承担站立时负荷的16%，然而Klemenesics等却认为腰椎后部结构承担了过伸时总负荷的30%。Grobler等通过对脊柱生物力学的研究认为在脊柱任一运动节段均存在剪力，上一椎体对下一椎体有向前滑移、旋转的趋势，这是发生椎弓崩裂的力学基础。剪力的来源可以这样理解，把脊椎受力平面横切后分析所受压力，可以得到这样几个分量：垂直作用于切面的正常压力和平行于切面的剪切力以及动量，动量在屈曲时又会引起压力。椎弓崩裂和腰椎滑脱通常发生在L4和L5，原因是由于腰椎前凸的存在，使这一部位承受更大的负荷，更易受剪切力的作用。

脊椎周期性负荷的施加方式是影响椎弓峡部疲劳时限的另一个重要因素。过伸时脊柱发生旋转，脊柱的上关节突挤压上位脊椎的下关节突，这种接触力使下关节突发生向前上的弯曲，峡部的下方产生张力。屈曲时相邻的上下关节突产生分离，但被关节囊和韧带紧紧连接，使峡部向前弯曲，同时屈曲时脊椎与水平面间的角度增大剪切力也增大，增加了体重的动量力臂，而且稳定上半身的竖脊肌也会牵拉后部结构而增大负荷。Sairyo等设计了L3～S1阶段韧带的有限元模型，分析了屈曲、伸展、侧屈和轴向旋转时各个结构的应力分布;并计算各个结

构Von Mises应力，预测的最高应力在峡部，而且伸直和旋转的应力大于屈曲和侧屈。这一结果和Soler等的峡部骨折最常发生于伸展和旋转时的临床观察结果相吻合。椎弓峡部的疲劳骨折过程可以这样描述，周期性屈曲和伸展/过伸，或者上半身反复承受高冲击力，使峡部反复弯曲，达到疲劳时限后，在最高主应力点开始出现断裂，负重持续，断裂会不断扩展，进而发展为腰椎滑脱。Klemencsics 等设计了一个机械模型进一步证实了椎弓崩裂与滑脱之间的病理变化关系，当峡部受到屈曲力时峡部裂隙无变化;当峡部受到伸展力时峡部裂隙加大。如果峡部裂隙不能对抗张力，张力即转化到峡部周围纤维及韧带组织，作用于韧带及纤维组织的张力达到一定强度时韧带断裂并峡部断开，椎体向前滑移并产生滑脱。

椎弓崩裂的病因除了生物力学因素外，还存在遗传倾向，因此在考虑生物力学因素的同时，也需要研究生物和遗传因素。对于运动员而言，本病的确切病理生理可能包括真正的疲劳骨折，而对于久坐的椎弓崩裂患者更多的可能与解剖相关的峡部内部脆性有关。

2 腰椎椎弓崩裂的诊断

腰椎崩裂可分为三个临床阶段：早期、进展期和终末期,各个阶段的症状变异较大，给临床诊断带来了困难。绝大多数病例在整个的病变过程中都不出现症状，也可能在疾病的晚期受到轻微或者明显的外伤后出现症状。其最主要症状是下腰部的疼痛，也可能出现神经损伤的症状，椎弓崩裂的运动员在完成特定的运动时可能会产生疼痛，疼痛的开始可以是急性的，或者进行性的，以后变为慢性痛或钝痛。

在影像学上椎弓崩裂可有这样的几个阶段的表现：应力反应、微骨折、假关节和最后的滑脱。一般认为，45°侧斜位片是诊断腰椎椎弓崩裂的重要手段。然而，不同腰骶部放射位置探测椎弓崩裂的灵敏度是有限的[11] ，只有当射线束与峡不连平面相平行时才能获得理想的效果。也就是只有当峡不连平面与冠状面成45°夹角且与腰椎峡部垂直时，45°侧斜位片才具有诊断意义。45°侧斜位片上腰椎神经弓呈狗形投影，峡部位于狗颈处。侯树勋等[12]认为大约20%椎弓崩裂在45°侧斜位片才能被发现，并认为45°侧斜位片对于青年患者的检查尤其重要。Saifuddin等[13]通过对34例椎弓崩裂患者进行45°侧斜位片和CT 扫描研究结果显示椎弓崩裂的裂隙角度变异很大，这是影响X线拍片结果的重要因素。并认为除非伴有椎体滑脱，大多数腰椎椎弓崩裂在45°侧斜位片上不能显示。通过这些可以看出腰椎侧斜位片不应作为诊断腰椎椎弓崩裂的可靠方法，对于X线平片显示可疑腰椎椎弓崩裂患者，应常规进行CT扫描检查。在椎弓崩裂的早期椎弓部应力骨折后，CT扫描显示毛刷状线;在进展期，损伤部位间隙清晰可见;终末期，骨折部位显示有硬化。遗憾的是即使使用CT扫描，早期诊断有

时也是非常困难的。随着骨骼未成熟运动员参加高水平竞技运动人数的增加，年轻运动员患者人数也在增加，早期诊断年轻运动员活跃性的椎弓崩裂显得尤为重要。对于早期的诊断腰椎椎弓崩裂 MRI检查似乎很有意义，Wirtz等[14]认为MR可以在腰椎椎弓崩裂发生的早期阶段于T1、T2加权显示典型的骨性改变，这种改变表现为在峡部显示出骨髓水肿的影像。但其区分椎弓崩裂不同阶段的价值仍有待进一步研究证明。Dutton等[15]认为单光子计算机断层扫描 (SPECT)对诊断腰椎椎弓崩裂较平片有显著意义。Congeni等[16]也认为骨闪烁扫描对年轻运动员获得性椎弓崩裂的早期诊断是最敏感的。现一般认为骨扫描，尤其是SPECT结合CT是诊断椎弓崩裂的“金标准”。

3 腰椎椎弓崩裂的治疗

保守治疗椎弓崩裂和腰椎滑脱一样均可采取保守治疗及手术治疗，两者的治疗目标也是一致的。主要是三大治疗目标，分别是骨愈合、减轻疼痛、恢复功能。保守治疗对早期和进展期椎弓崩裂有效，终末期缺损(假关节形成)需要手术治疗促进骨折愈合。休息、支具固定、理疗和电刺激是治疗活跃性椎弓崩裂最常用的保守治疗方法。Sairyo等[17]认为保守治疗应该使用支具固定骨折部位，同时停止引发诱因的运动至少3个月。大量文献认为理疗和电刺激对缓解非特异性下腰部疼痛是有效的。Morita等[18]认为如果骨折明显，断端没有硬化，病例的愈合率为38%～73%。陈旧性、分离性并伴有硬化边缘的骨折是不会愈合的，但有可能经过保守治疗后症状消失。在这里需要强调的是，在疲劳骨折相关的代谢亢进阶段或进行性椎弓崩裂阶段，早期诊断对运动员而言是很重要的。因为对这个特定的群体，发病早期时做保守治疗是极其有效的，愈合率很高，平均

个月治疗后约有90%的单侧或双侧骨损伤患者可以恢复到发病前的原有运动水平[11]。

手术治疗对于保守治疗无效的椎弓崩裂的患者根据不同的症状可以选择不同的手术治疗方法。Debusscher等[19]认为，恢复椎弓崩裂患者，尤其是青少年患者的正常解剖结构，比破坏一节正常的运动阶段更可取、更科学。因此治疗椎弓崩裂的一般原则为：没有腰椎滑脱、椎间盘健康的椎弓崩裂可以进行峡部直接修补;如果有严重椎间盘退变，就应该考虑进行后外侧融合术及椎体间融合术同时进行内固定;当然如峡部缺损伴有神经根卡压症状的患者必须去除椎板，减压神经根，然后行植骨融合并内固定。直接修复的优点是有较高的峡部愈合率，由于避免了椎体间融合而保留椎体间的正常活动，重建正常的结构。自1968年Kimura首次提出峡部直接修复术以来，已有多种修复方法应用于临床。1970年