合并移行椎腰椎间盘突出症患者腰骶神经根支配区的变化

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2401

中国组织工程研究 ›› 2020, Vol. 24 ›› Issue (5): 741-746.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2401

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合并移行椎腰椎间盘突出症患者腰骶神经根支配区的变化

王欣，王大巍，孙亦强，赵子豪，窦永峰，胡鹏，耿晓鹏

滨州医学院附属医院，山东省滨州市 256603

收稿日期:2019-05-05 修回日期:2019-05-16 接受日期:2019-06-22 出版日期:2020-02-18 发布日期:2020-01-10
通讯作者: 耿晓鹏，博士，副教授，滨州医学院附属医院，山东省滨州市 256603
作者简介:王欣，男，1993年生，山东省博兴县人，汉族，滨州医学院在读硕士，主要从事骨外科学研究。
基金资助:
山东省自然科学基金(ZR2017LH020)

Changes of lumbosacral nerve roots innervation in lumbar disc herniation patients with transitional vertebrae

Wang Xin, Wang Dawei, Sun Yiqiang, Zhao Zihao, Dou Yongfeng, Hu Peng, Geng Xiaopeng

Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, Binzhou 256603, Shandong Province, China

Received:2019-05-05 Revised:2019-05-16 Accepted:2019-06-22 Online:2020-02-18 Published:2020-01-10
Contact: Geng Xiaopeng, MD, Associate professor, Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, Binzhou 256603, Shandong Province, China
About author:Wang Xin, Master candidate, Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, Binzhou 256603, Shandong Province, China
Supported by:
the Natural Science Foundation of Shandong Province, No. ZR2017LH020

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
移行椎：移行椎系脊柱先天性发育变异，各段脊柱交界处互有移行现象，出现部分或全部具有邻近脊椎骨的形态结构，整个脊椎骨的总数不变，而各段脊椎骨的数目互有增减，称之为移行椎，多发生于腰骶段。脊柱全长X射线可明确是否存在移行椎。
腰骶移行椎(lumbosacral transitional vertebrae，LSTV)：腰骶移行椎分为腰椎骶化(sacralization，SZ)和骶椎腰化(lumbarization，LZ)。目前腰骶移行椎以Castellvi的分类方法最为常用，主要根据横突形态及其与骶骨、髂骨是否融合或形成假关节而分为4型，每型再根据单、双侧分为A、B二个亚型。Santavirta则根据横突与骶骨/髂骨形成假关节或融合分为5个类型。

背景：腰骶移行椎是一种常见的先天脊柱畸形，国内外学者均有报道移行椎患者的腰骶神经根支配区可能会发生改变，但并未系统阐述其支配区的变化以及该种改变对腰椎间盘突出症患者手术的指导意义。

目的：探讨当存在腰骶移行椎时，腰骶神经根的运动和感觉支配区发生改变的可能性。

方法：研究方案的实施符合滨州医学院附属医院对研究的相关伦理要求，参与试验的患病个体及其家属对试验过程完全知情同意。回顾分析321例单一节段腰椎间盘突出症行手术治疗患者的病历资料。其中38例(11.8%)存在腰骶移行椎，包括骶椎腰化26例、腰椎骶化12例。26例骶椎腰化患者中，23例为L₅/S₁(L₆)椎间盘突出，压迫S₁(L₆)神经根。12例腰椎骶化患者中，8例为L_3/4椎间盘突出，压迫L₄神经根。在283例正常结构的患者中，138例患者L₅/S₁椎间盘突出压迫S₁神经根，95例患者L₄/L₅椎间盘突出压迫L₅神经根，47例患者L₃/L₄椎间盘突出压迫L₄神经根。比较术前骶椎腰化患者S₁神经根受压的症状、腰椎骶化患者L₄神经根受压的症状与正常腰骶椎患者L₄、L₅或S₁神经根受压的症状。

结果与结论：①S₁神经根受压所致运动功能减退的分布在骶椎腰化患者组和正常组之间差异有显著性意义 (P < 0.05)；②L₄神经根受压所致运动功能减退的分布在腰椎骶化患者组和正常组之间差异有显著性意义(P < 0.05)；③骶椎腰化患者S₁神经根受压所致的运动功能减退与正常状态下L₅神经根受压所致的运动功能减退相似；而腰椎骶化患者L₄神经根受压所致的运动功能减退与正常状态下L₅神经根受压所致的运动功能减退相似；皮肤感觉异常的分析也显示了相似的结果；④结果说明，腰骶神经根的功能在移行椎患者中发生改变，使得骶椎腰化患者的S₁神经根起到L₅神经根的通常功能(神经根功能上移)，腰椎骶化患者的L₄神经根起到L₅神经根的通常功能(神经根功能下移)。

ORCID: 0000-0001-5041-2060(王欣)

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

关键词: 腰骶移行椎, 腰骶神经根, 支配区变化, 腰椎间盘突出

Abstract:

BACKGROUND: Lumbosacral transitional vertebra is a commonly seen congenital spinal deformity, and the changes in the muscle innervation pattern and the sensory dermatomes of the lumbosacral nerve roots have been reported, but the changes and its guidance significance for the surgeries of lumbar disc herniation have not been clarified systematically.

OBJECTIVE: To explore the possibility of changes in the muscle innervation pattern and the sensory dermatomes of the lumbosacral nerve roots when there is a lumbosacral transitional vertebra.

METHODS: The study was in accordance with the ethical requirements of Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, and the subjects and their families signed the informed consents. The medical records of 321 patients with single segment lumbar disc herniation who underwent surgical treatment were analyzed retrospectively. Lumbosacral transitional vertebrae were present in 38 of 321 patients (11.8%). There were 26 cases of sacral lumbarization and 12 cases of lumbar sacralization. Among these 26 patients with sacral lumbarization, 23 had herniated discs at L₅/S₁ (L₆) compressing the S₁(L₆) nerve root. Of the 12 patients with lumbar sacralization, 8 had herniated discs at L_3/4 compressing the L₄ nerve root. In the 283 normally configured patients, 138 had herniated discs at L₅/S₁ compressing the S₁ nerve root, 95 had herniated discs at L₄/L₅ compressing the L₅ nerve root, and 47 had herniated discs at L₃/L₄ compressing the L₄nerve root. The preoperative symptoms of S₁ nerve root compression in the patients with sacral lumbarization and of L₄ nerve root compression in the patients with lumbar sacralization were compared with those of L₄, L₅or S₁ nerve root compression in the patients with normal configuration.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The distribution of motor function depression caused by S₁ nerve root compression was significantly different between sacral lumbarization patients group and normal group (P < 0.05). (2) The distribution of motor function depression caused by L₄ nerve root compression was also significantly different between lumbar sacralization patients group and normal group (P < 0.05). (3) The motor function depression caused by S₁ nerve root compression in sacral lumbarization patients was similar to that of the L₅ nerve root compression in the normal configuration, while the motor function depression caused by L₄nerve root compression in lumbar sacralization patients was similar to that of the L₅nerve root compression in the normal configuration. The analysis of the sensory dermatomes also showed similar results. (4) Our results suggest that the function of lumbosacral nerve roots changes in patients with transitional vertebrae. The S₁ nerve roots in patients with sacral lumbarization tend to serve the usual function of L₅ nerve roots (nerve roots move up), and the L₄ nerve roots in patients with lumbar sacralization tend to serve the usual function of L₅nerve roots (nerve roots move down).

Key words: lumbosacral transitional vertebrae, lumbosacral nerve roots, distribution variation, lumbar disc herniation

中图分类号:

王欣, 王大巍, 孙亦强, 赵子豪, 窦永峰, 胡鹏, 耿晓鹏. 合并移行椎腰椎间盘突出症患者腰骶神经根支配区的变化[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(5): 741-746.

Wang Xin, Wang Dawei, Sun Yiqiang, Zhao Zihao, Dou Yongfeng, Hu Peng, Geng Xiaopeng. Changes of lumbosacral nerve roots innervation in lumbar disc herniation patients with transitional vertebrae[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2020, 24(5): 741-746.

图/表（结果） 15

2.1 参与者数量分析纳入患者321例，分析过程无剔除，全部进入结果分析。

2.2 一般情况 321例患者中有38例出现腰骶部移行椎(11.8%)。26例为骶椎腰化，将腰化的S₁称为L₆椎体，其同节段椎间孔发出的神经根称为L₆(S₁)神经根，而S₂神经根是从S₂椎体的椎间孔发出的。26例中L₅/L₆椎间盘突出者23例，L₄/L₅椎间盘突出者2例，L₃/L₄椎间盘突出者1例。23例L₅/L₆椎间盘突出的患者，压迫神经根的水平为L₆神经根。12例为腰椎骶化，L_4/5(S₁)椎间盘突出压迫的神经根称为L₅神经根，共4例；L_3/4椎间盘突出压迫的为L₄神经根，共8例。

在283例正常结构组中，138例为L₅/S₁椎间盘突出，压迫了S₁神经根；95例为L₄/L₅椎间盘突出，压迫了L₅神经根；47例为L_3/4椎间盘突出，压迫了L₄神经根；剩余3例为L₃/L₄以上椎间盘突出。作者比较了这些患者与23例骶椎腰化L₆神经根受压迫及8例腰椎骶化L₄神经根受压迫患者的体征。入选病例分析结果见图1。

表1和表2显示了每个肌肉组群的肌力小于5级的发生例数。分别比较移行椎和正常神经根受压迫时各肌肉组群肌力下降的发生率，见图2(骶椎腰化L₆、正常L₅和正常S₁)和图3(腰椎骶化L₄、正常L₄和正常L₅)。在骶椎腰化患者L₆神经根受压时，胫骨前肌和拇长伸肌较常出现肌力减弱。骶椎腰化患者L₆神经根的运动支配区与正常患者的S₁神经根明显不同(P < 0.05)，与正常的L₅神经根相似(P > 0.05)。腰椎骶化患者L₄神经根受压时，拇长伸肌较常出现肌力减弱，其运动功能支配区与正常患者的L₄神经根明显不同 (P < 0.05)，与正常的L₅神经根相似(P > 0.05)。

表3，4显示了每个神经根支配区出现感觉异常的例数。分别比较移行椎和正常神经根受压迫时各神经根支配区感觉异常的发生率，见图4(骶椎腰化L₆、正常L₅和正常S₁)和图5(腰椎骶化L₄、正常L₄和正常L₅)。骶椎腰化患者L₆神经根受压所导致的皮肤感觉异常更频繁地发生于正常的L₅神经根支配区。其各神经根支配区感觉异常的发生率与正常患者L₅神经根受压时的表现相似(P > 0.05)，而与正常的S₁神经根受压时的表现有显著差异(P < 0.05，表5，6)。腰椎骶化患者L₄神经根受压所致的皮肤感觉异常较常发生在L₅神经根支配区，各神经根支配区感觉异常的发生率与正常患者L₅神经根受压时的表现相似(P > 0.05)，而与正常的L₄神经根受压时的表现有显著差异(P < 0.05，表7，8)。

2.3 典型病例

病例1：女，30岁，腰及左下肢疼痛3年余，加重伴左下肢麻木2个月。查体：约L_4/5/S₁棘突间及椎旁压痛，无下肢放射痛。直腿抬高试验：左侧40°阳性，加强试验阳性，右侧70°阴性。左足背及小腿外侧皮肤针刺觉减退，余双下肢皮肤针刺觉无减退。双下肢诸肌肌张力正常，左足拇趾背伸肌力Ⅳ级，双下肢其余诸肌肌力Ⅴ级(正常L₅神经根受压表现)。腰椎X射线可见6枚腰椎，MRI示L_5/6椎间盘突出(见图6)。入院后行病变节段经皮穿刺椎间孔镜下髓核摘除术(L_5/6)，术后腰部及左下肢疼痛消失，左下肢麻木较前减轻。

病例2：女，35岁，右下肢疼痛2 d。查体：约L_4/5/S₁棘突间及椎旁压痛，伴有叩击痛，右侧下肢放射感明显。直腿抬高试验：右侧20°阳性，加强试验阳性，左侧70°阴性。右足背皮肤针刺觉减退，余双下肢皮肤针刺觉无减退。双下肢诸肌肌张力正常，右足拇趾背伸肌力Ⅳ级，双下肢其余诸肌肌力Ⅴ级(正常L₅神经根受压表现)。腰椎X射线可见4枚腰椎，MRI示L_3/4椎间盘突出(见图7)。入院后行病变节段经皮穿刺椎间孔镜下髓核摘除术(L_3/4右侧)，术后右下肢疼痛消失。

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析。

1.2 时间及地点病例资料来源于滨州医学院附属医院自2016年1月至2018年12月符合标准的腰椎间盘突出症患者接受微创或开放手术的病历记录。

1.3 对象

1.3.1 纳入标准 ①CT或MRI检查显示为单一节段的椎间盘突出；②临床症状为单侧下肢放射痛，或单侧的神经支配区感觉过敏或迟钝；③具备脊柱全长影像学资料(X射线或MRI)，或具备颈椎、胸椎和腰椎MRI，或依据X射线、CT、MRI不同资料，能够推演确定椎体序列。

1.3.2 排除标准 ①既往有腰椎手术史；②伴有腰椎滑脱症；③多节段腰椎间盘突出症患者；④根据现有影像学资料不能准确推演出椎间盘突出节段；⑤巨大椎间盘突出压迫双侧神经根或极外侧椎间盘突出压迫的神经根为出口根。

依据纳入和排除标准，回顾了滨州医学院附属医院自2016年1月至2018年12月符合标准的腰椎间盘突出症患者接受微创或开放手术的病历记录。共321例，男146例，女175例，年龄17-81岁，平均(55.0±14.1)岁。研究方案的实施符合滨州医学院附属医院对研究的相关伦理要求，受试者及家属对试验过程均知情同意并签署知情同意书。

1.4 方法回顾分析所有患者术前的脊柱全长影像学资料(X射线或MRI)，或颈椎、胸椎和腰椎MRI^[15]，从寰枢关节向下计数，检查腰椎椎体数目是否存在增加或减少，根据Castellvi的标准判断移行椎的存在^[16]。依据术前影像学检查和手术记录，确定每例受压神经根的解剖学水平，并记录每个患者术前肌力下降部位和受影响的感觉支配区。

1.5 主要观察指标 ①各神经根受压时胫前肌群、拇长伸肌和拇长屈肌在运动功能检查中肌力小于5级的发生率；②各神经根受压时L₄、L₅和S₁神经根支配区感觉异常的发生率。

1.6 统计学分析应用SPSS 21.0软件对以上数据进行分析，组间比较采用χ²检验，以P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

3.1 合并移行椎的腰椎间盘突出症患者腰骶神经根支配区的变化此次研究发现，骶椎腰化患者L₆神经根(相当于正常结构的S₁神经根水平)受压引起的神经症状类似于正常结构中的L₅神经根压迫，而不是S₁神经根压迫；而腰椎骶化患者L₄神经根受压引起的神经症状类似于正常结构中的L₅神经根压迫，而不是正常的L₄神经根压迫。这意味着，腰骶神经根的功能在移行椎患者中有所改变，使得骶椎腰化患者的S₁神经根起到L₅神经根的通常功能(神经支配区上移)；而腰椎骶化患者的L₄神经根起到L₅神经根的通常功能(神经支配区下移)，见图8。

MCCULLOCH和WADDELL^[11]在对11具尸体和20个术中记录的研究中得出结论，功能性的L₅神经根来自腰骶段的“最后活动节段”。他们定义“最后活动节段”为可活动的最尾端腰骶椎。因此，根据他们的结论，在正常形态中最后一个活动水平通常是L₅/S₁，并且功能性L₅神经根对应于解剖学的L₅神经根。然而，在骶椎腰化的患者中，最后的活动水平通常是L₆(S₁)/S₂，那么功能性L₅神经根则对应于骶椎腰化患者的L₆神经根，即L₆神经根的支配区上移；在腰椎骶化患者中，最后的活动水平通常是L₄/S₁，那么功能性L₅神经根则对应于腰椎骶化患者的L₄神经根，即L₄神经根的支配区下移。

许多学者通过解剖学研究发现腰骶神经丛存在“分叉神经”^[17-21]，能够合理地解释这一现象。股神经来源于腰丛，由L₂-L₄神经根前支后股构成；坐骨神经来源于骶丛，由L₄神经根前支一小部和全部L₅神经根前支构成^[22]。L₄神经根部分参与腰丛，部分参与骶丛，即分叉神经。但神经丛的构成可能存在变异。PATERSON^[18]提出分叉神经存在前置型(上移型)和后置型(下移型)两种类型的变异。“前置型”腰丛时，L₃神经根变为分叉神经，L₄神经根全部构成骶丛；“后置型”腰丛时，L₅神经变为分叉神经，L₄神经根全部构成腰丛。骶椎腰化时，腰骶神经丛常变异为“后置型”腰丛，坐骨神经由L₅神经根前支一小部和全部S₁神经根前支构成，此时若S₁神经根收压，则表现出正常L₅神经根受压时的体征。腰椎骶化时，腰骶神经丛常变异为“前置型”腰丛，坐骨神经由L₃神经根前支一小部和全部L₄神经根前支构成，此时，若L₄神经根收压，则表现出正常L₅神经根受压时的体征。

3.2 自下而上进行腰椎计数是否可行？传统的计数方式均为自上而下进行，并依据解剖标志进行定位^{[23- 24]}，从而正确计数腰椎，且腰椎椎体与神经根一一对应。但当存在腰椎骶化时，依靠解剖标志定位并不完全准确^[25-26]。骶椎腰化时，腰椎计数为L₁-L₆，根据此次试验的结论，此时L₆椎体(正常的S₁)对应的神经根并非S₁神经根，而是L₅神经根，这与正常的神经根对应关系不符。若自下而上计数腰椎，将看到的第一个腰椎称为L₅椎体(即腰化的S₁椎体)，此时L₅椎体发出的神经根为L₅神经根，其支配区也为L₅神经根的支配区。同样的，依次向上计数分别为L₄-L₀椎体。腰椎骶化时，自下而上计数腰椎，将看到的第一个腰椎称为L₅椎体(即L₄椎体)，此时L₅椎体发出的神经根为L₅神经根，其支配区也为L₅神经根的支配区。由于椎间盘突出最常发生在移行椎的上方，通过此种计数方法，低位椎间盘对应相应的神经根(L_4/5椎间盘突出压迫L₅神经根，L_3/4椎间盘突出压迫L₄神经根)，使腰椎椎体与神经根相匹配，既符合正常的解剖对应关系，也方便根据肌力和感觉异常区域定位椎间盘突出的节段。综上所述，作者认为自下而上进行腰椎计数是可行的。

3.3 髂嵴连线指导术中定位在正常结构人群中，髂嵴连线位置相对恒定，其高度一般在L₄椎体中线与L₅椎体上缘之间^[27]。在行腰椎手术时，术者往往通过该解剖标志来大体估计各个腰椎节段所在位置，从而减少定位次数和时间，进而缩短手术时间。此次研究发现，在移行椎患者中，如果按照自下而上的方式计数腰椎，其高度仍然在L₄椎体中线与L₅椎体上缘之间，也就是说，无论有无移行椎存在，髂嵴连线与椎体的对应关系相对恒定。

通过以上腰椎计数和定位的方式，在对腰椎间盘突出症患者的诊治过程中，可以忽略患者是否存在移行椎。作者通过阅片来进行术前定位，此时患者的临床表现与突出节段相对应(自下而上计数)；通过髂嵴连线进行术中定位，辅以术中透视，迅速找到手术节段。

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

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