腰椎发育性椎管狭窄与遗传因素有关,相关的基因位点变化包括COL9A2,Trp2和 Trp3,其遗传因素在发病中的作用与椎间盘退变类似。在腰椎管变窄的前提下,退变或年龄引起的病理改变,包括椎间盘膨出和关节突增生内聚,导致压迫症状。
目前采用的腰椎发育性椎管狭窄的界定标准为Verbiest在1955年所提出:腰椎侧位片上椎管前后径绝对值低于10mm(图1)。然而此标准的原理未知。这些年来,陆续有学者提出不同的界定标准(表1)。然而,这些标准依据不同的影像学资料,包括X线片,CT和MRI,有的基于不同人群,有的缺乏对照。
而且,椎管解剖前后径的绝对值在不同种族不一,而对于占全球人口1/3的中国人,尚无研究报道。
图1 一椎管狭窄病例的腰椎侧位片,从头侧至尾侧,椎弓根长度渐短。
表1 发育性椎管狭窄的界定
香港大学玛丽医院矫形与创伤外科学系的学者进行了一项病例-对照研究,提出了腰椎发育性椎管狭窄椎管前后径的界定:腰4、5:14mm;骶1:12mm,文章于2014年6月发表在Spine上。
该研究对比了100例无症状志愿者与100例椎管狭窄手术患者,对照及病例均为中国人,且年龄和性别匹配。由两名不知病例或对照情况的独立的观察者,对所有对象的MRI进行测量。椎管参数测量由轴位(椎弓根平面,图2,图3)和矢状位(矢状位中央位,图4)MRI获取。
图2 轴位MRI测量:(A)椎体中央前后径;(B)椎体中央宽度;(C)椎管中央前后径;(D)硬膜囊前后径;(E)椎管宽度/椎弓根间距;(F)椎弓根宽度(右侧和左侧)。
图3 轴位MRI测量:椎板角度(从棘突基部沿椎板至椎板椎弓根交界的两线间的角度)。
图4 矢状位MRI测量:(G)椎体中央前后径;(H)椎体中央高度;(I)椎管前后径(从棘突最突起处,作一垂线至椎体)。
研究结果显示,两名观察者测量结果的一致性好。腰椎椎管前后径随节段而变化(表2和图5)。就每个平面,椎管狭窄患者椎管前后径较对照窄。
依据接受操作者特征曲线,基于包括50%的对照且最具灵敏性和特异性,我们界定发育性椎管狭窄标准为:椎管前后径L1<20mm,L2<19mm,L3<19mm,L4<17mm,L5<16mm,S1<16mm(表3,表4)。
对于L4,L5和S1,对于需要手术的更为研究的界定标准为:L4<14mm,L5<14mm,S1<12mm(表5)。
表2对照和病例间椎管前后径的比较。
图5 柱状图示患者腰椎各平面椎管前后径(黑柱)低于对照。P<0.001。
表3 对照和病例测量值的对比。
表4 椎管前后径的接受操作者特征分析。
表5腰椎管狭窄前后径的绝对值(需手术)和相对值(可能发展需手术)界定标准。
本研究为迄今最大样本的基于MRI的发育性腰椎管狭窄的报道,采用了标准化的测量方法,及可对比的对照组以确定临床相关的MRI数值。本研究表明,发育性椎管狭窄在有症状的椎管狭窄的发病机理中起重要作用。并制定了确定需手术的椎管狭窄前后径标准。尚需将来的纵向研究加以证实。但起码可用于临床确定需椎管减压手术的节段确定。