第一章下腰椎小关节对称性与青年非特异性下腰痛关系的CT研究目的探讨下腰椎小关节角度、形态、方向性以及角度与形态的对称性与青年非特异性下腰痛的关系,为后续MR定量研究奠定形态学基础。材料和方法研究对象：非特异性下腰痛的诊断标准为：反复发作慢性下腰痛≥3个月,排除结核、肿瘤、妇科、内科疾病及腰椎发育异常、腰椎盘突出、腰椎管狭窄、椎弓峡部裂及腰椎滑脱等疾病。年龄限定为18-40岁。根据病史及检查符合纳入标准者共146人作为病例组,其中男87例,女59例,平均年龄30.14±6.779岁；同时收集相同年龄段无腰痛症状的健康志愿者112人,作为对照组,其中男63例,女49例,平均年龄29.40±6.783岁。小关节角度测量及形态分型：通过CT扫描并测量两组L3/4、L4/5、L5/S1双侧小关节角度,将小关节角≥52°者定义为矢状型；<52°、≥36°者定义为中间型；<36°者定义为冠状型：并将双侧小关节角度差≥7°定义为小关节角度不对称。根据上下关节突关节面的形态和相互关系将小关节形态分为5型,双侧小关节分型不同者定义为小关节形态不对称。比较病例组与对照组小关节角度、形态、方向性以及角度与形态对称性是否存在统计学差异。统计学分析：所得数据应用IBM SPSS20.0统计软件进行分析,对照组与病例组小关节角度比较应用重复测量的方差分析。再进行单独效应分析,其中节段间比较应用单因素的重复测量方差分析；对照组与病例组内,左右侧小关节角度比较应用配对样本t检验；对照组与病例组小关节角度比较应用两独立样本t检验(左右侧分别比较)。小关节方向性、形态分型及对称性比较用χ2检验。小关节角度对称性与形态对称性与青年非特异性下腰痛的关系应用logistic回归分析。P<0.05具有统计学意义。结果小关节角度比较：病例组L3/4、L4/5、L5/S1小关节角度平均值分别为51.51±8.3430、43.21±8.6730、39.40±9.3260；对照组L3/4、L4/5、L5/S1小关节角度平均值分别为：50.93±7.405°、42.05±8.242°、39.91±8.603°。L3/4、L4/5、L5/S1三个节段之间小关节角度具有显著性差异(F=267.958,P<0.001),左右侧小关节角度不具有显著性差异(F=1.115,P=0.292),两组间小关节角度没有显著性差异(F=0.217,P=0.641)。小关节方向性比较：病例组L3-S1小关节不同方向类型所占比例分别为,L3/4：矢状型45.20%、中间型52.40%、冠状型2.40%；L4/5：矢状型16.78%、中间型66.10%、冠状型7.12%；L5/S1：矢状型11.99%、中间型53.42%、冠状型34.59%。对照组L3-S1小关节不同方向类型所占比例分别为,L3/4：矢状型50.00%、中间型48.21%、冠状型1.79%；L4/5：矢状型12.95%、中间型/63.84%、冠状型23.21%,L5/S1：矢状型10.71%、中间型5.592%、冠状型31.70%。两组间各节段小关节类型分布比较没有统计学差异(P>0.05)。小关节对称性比较：病例组中,小关节角度对称者46例,占31.51%,不对称者100例,占68.49%；小关节形态对称者44例,占30.14%,不对称者102例,占69.86%；对照组中,小关节角度对称者63例,占56.25%,不对称者49例,占43.75%；小关节形态对称者71例,占63.39%,不对称者41例,占36.61%。病例组与对照组小关节角度对称性的比较具有统计学意义(χ2=15.90,P<0.001)；病例组与对照组小关节形态的对称性比较具有统计学意义(χ2=28.37,P<0.001)。病例组存在小关节角度、形态不对称的病例所占比例远远高于对照组。利用logistic回归进行多因素分析,小关节角度对称性的OR值为2.180,小关节形态对称性的OR值为3.427。结论病例组与对照组下腰椎小关节角度及方向性比较没有显著性差异,考虑其不是青年非特异性下腰痛的影响因素；而小关节角度及形态不对称与青年非特异性下腰痛具有相关性,是引起青年非特异性下腰痛的危险因素之一。第二章小关节对称性对运动负荷前后椎间盘MR弥散张量成像ADC值、FA值变化的影响目的：探讨运动负荷对正常腰椎间盘MR弥散张量成像ADC值、FA值的影响以及小关节对称性对运动负荷前后腰椎间盘ADC值、FA值变化的影响,为腰椎间盘早期退变机制做出提示。研究对象与方法：30名健康志愿者,其中男性24名,女性6名,年龄19～25岁,平均年龄22.07±1.78岁。使用GEMR3601.5T磁共振扫描仪,对受试者行矢状位以及L3～S1横轴位常规FSE/T2WI序列成像以及运动负荷前后DTI成像。在MR常规T2WI序列矢状位上对腰椎间盘按Pfirrmann标准进行退变分级,在横轴位上观察并判断L3-S1双侧小关节对称性,以此将受试者分为对称组和不对称组。应用GE-ADW4.6后处理工作站中自带的function tool软件,利用DTI原始数据重组b0图、ADC图及FA图,测量运动负荷前后L1-S1椎间盘的ADC值、FA值,分析运动负荷前后ADC值、FA值的变化规律以及小关节对称性对运动负荷前后ADC值、FA值变化的影响。统计方法：所得数据用IBM SPSS20.0统计软件进行分析,Ll-S1腰椎间盘运动负荷前后ADC值、FA值变化以及小关节对称性对椎间盘运动负荷前后ADC值及FA值变化的影响应用重复测量数据的方差分析。再进行单独效应检验分析,其中,各节段椎间盘运动负荷前后ADC值及FA值变化的比较,应用配对资料t检验；不同腰椎节段运动负荷前以及运动负荷后椎间盘ADC值、FA值的比较应用单因素重复测量的方差分析。对称组与不对称组运动负荷前后腰椎间盘ADC的比较应用两独立样本t检验。P<0.05具有统计学意义。结果：30名志愿者,观测L1-S1共计150个椎间盘,将其中147个Pfirrminn分级为II级的椎间盘纳入研究。重复测量的方差分析结果显示,腰椎间盘运动负荷后ADC值较运动前下降,差异具有显著性(F=8.389,P=0.008),各腰椎节段间ADC值具有显著性差异(F=12.081,P<0.001),运动负荷与腰椎节段之间没有交互作用(F=1.233,P=0.302)；腰椎间盘运动负荷后FA值较运动负荷前升高,差异不具有显著性(F=2.536,P=0.123),各腰椎节段间FA值具有显著性差异(F=34.191,P<0.001)。运动负荷与腰椎节段之间没有交互作用(F=0.017,P=0.987)。30名志愿者,观测L3-S1共计90对小关节。L3-S1小关节全部对称者13人,设为对称组；至少存在1个小关节不对称者17人,设为不对称组。重复测量的方差分析结果显示,对称组与不对称组运动负荷前后ADC值存在显著性差异(F=5.801,P=0.024),不对称组运动负荷后ADC值下降的幅度高于对称组。对称组与不对称组运动负荷前后FA值不具有显著性差异(F=0.01 1,P=0.096)。结论：磁共振DTI成像可以通过ADC值、FA值的测量,定量分析运动负荷前后椎间盘水分子扩散能力及各向异性程度的变化。运动负荷后,椎间盘ADC值下降,FA值升高,其中ADC值的变化更为敏感。小关节不对称组运动负荷后腰椎间盘ADC值下降的幅度较对称组更大。这一结果提示我们,运动负荷使得腰椎间盘扩散能力下降,而小关节不对称会加大运动负荷对于椎间盘扩散能力的影响,有可能是加速椎间盘退变的原因之一。第三章小关节对称性对运动负荷前后腰椎间盘及小关节软骨T2值变化的影响目的：探讨运动负荷对腰椎间盘及小关节软骨T2时间的影响以及腰椎小关节对称性对运动负荷前后腰椎间盘、小关节软骨T2值变化的影响,为腰椎间盘及小关节软骨早期退变机制做出提示。研究对象与方法：参与腰椎间盘T2值测试的健康志愿者共25名,其中,男性19名,女性6名,年龄19-25岁,平均年龄22.20±1.85岁；参与腰椎小关节软骨T2值测试的志愿者共40名,其中男性31名,女性9名,年龄19-25岁,平均年龄22.38±1.87岁。使用GEMR3601.5T磁共振扫描仪,对受试者行矢状位以及L3-S1横轴位常规FSE/T2WI序列成像以及运动负荷前后矢状位／横轴位T2mapping成像。在MR常规T2WI序列矢状位上对腰椎间盘按Pfirrmann标准进行退变分级,在横轴位上观察并判断L3-S1双侧小关节对称性,以此将受试者分为对称组和不对称组。应用GE-ADW4.6后处理工作站中自带的function tool软件,利用原始数据重组T2mapping图,测定运动负荷前后L1-S1椎间盘以及L3-Sl双侧小关节软骨的T2值,分析运动负荷前后腰椎间盘、小关节软骨T2值变化的规律以及小关节对称性对运动负荷前后腰椎间盘、小关节软骨T2值变化的影响。统计方法：所得数据应用IBM SPSS20.0统计软件进行分析。运动负荷前后椎间盘及小关节软骨T2值的变化以及小关节对称性对运动负荷前后椎间盘及小关节软骨T2值变化的影响应用重复测量数据的方差分析。再进行单独因素的分析,其中,各节段椎间盘运动负荷前后T2值变化的比较,应用配对资料t检验；不同腰椎节段运动负荷前、后椎间盘T2值的比较应用单因素重复测量的方差分析。对称组与不对称组运动负荷前、后腰椎间盘T2的比较应用两独立样本t检验。同一节段左右两侧小关节以及各节段小关节运动负荷前、后T2值变化的比较,应用配对资料t检验；不同腰椎节段运动负荷前、后椎间盘T2值的比较应用单因素重复测量的方差分析。对称组与不对称组运动负荷前、后小关节T2值的比较应用两独立样本t检验。P<0.05具有统计学意义。结果：参与运动负荷前后腰椎间盘T2值测试的志愿者25名,每人均扫描L1-S1椎间盘,共计125个椎间盘,每人观测L3-S1双侧小关节的对称性,共计75对小关节。将L3-S1小关节全部对称者设为对称组,共计11例；至少存在1个小关节不对称者设为不对称组,共计14例。参与腰椎运动负荷前后小关节软骨T2值测试的志愿者共40名,观测L3-S1共计120对小关节,共得到117对质量满意的的小关节T2图像,将L3-S1小关节全部对称者设为对称组,共计17例；至少存在1个小关节不对称者设为不对称组,共计23例。重复测量的方差分析结果显示,腰椎间盘T2值运动负荷后较运动负荷前下降,但不具有显著性差异(F=3.453,P=0.075),各腰椎节段间椎间盘T2值具有显著性差异(F=11.076,P<0.001)。运动负荷前后与腰椎节段之间没有交互作用(F=0.063,P=0.571)小关节对称性对椎间盘运动负荷前后T2值影响分析结果显示,对称组与不对称组之间椎间盘运动负荷前后T2值不具有显著性差异(F=1.443,P=0.242)。不同组间、运动前后与腰椎节段之间没有交互作用(F=0.365,P=0.795)。重复测量的方差分析结果显示,运动负荷后,小关节软骨T2值较运动负荷前下降,差异具有显著性(F=49.655,P<0.001),对称组与不对称组之间T2值具有显著性差异(F=16.349,P<0.001),小关节不对称组T2值下降幅度显著高于对称组。结论：磁共振T2mapping成像可以定量分析运动负荷前后椎间盘及小关节软骨T2值的变化。运动负荷后,椎间盘及小关节软骨T2值下降,椎间盘T2值的变化不具有显著性差异,小关节软骨的T2值变化具有显著性差异。小关节对称性对椎间盘运动负荷前后T2值的变化没有影响,而对小关节软骨运动负荷后T2值的变化有显著影响。这一结果提示我们,运动负荷使得椎间盘及小关节软骨内正常生化成分发生改变,其中小关节软骨的变化更为敏感。小关节不对称对运动负荷后椎间盘内水分及生化成分的改变影响不大,而对小关节软骨内水分及生化成分的改变的影响较为显著,说明小关节不对称可能是加速椎间小关节退变的原因之一。