李相生,宋云龍,王建昌,崔 麗,杜俊杰,鄧 略,范恒華,郭 偉,葉超群,鐘方虎,張向陽,鄭 軍,周前祥,鄭奎宏,李明利,陸勤燕,武麗俊,張金龍,蔣瑞靜
飛行人員腰椎峽部裂(lumbar spondylolysis,LS)是指腰椎單側(cè)或雙側(cè)椎弓峽部骨質(zhì)缺陷或不連續(xù),其發(fā)病率為6%~15%,在美軍飛行人員中的發(fā)病率為23%左右[1-3],針對軍事飛行人員的統(tǒng)計數(shù)據(jù),我軍飛行人員腰椎峽部裂的發(fā)生率高達10.9%,隨著影像檢查新技術(shù)的應(yīng)用,其檢出率呈上升趨勢。腰椎峽部裂會誘發(fā)腰腿疼痛、錐體滑脫、椎間盤突出和椎管狹窄等,造成不同程度的飛行風險,因此,有必要對腰椎峽部裂制定科學規(guī)范的影像學診斷和醫(yī)學鑒定標準。
軍隊飛行人員腰椎峽部裂的病源如下:①飛行學員醫(yī)學選拔過程中的情況:單側(cè)腰椎峽部裂,并且不伴有椎體滑脫、無相關(guān)癥狀和陽性體征者為合格,目前認為,具備以上條件的單側(cè)腰椎峽部裂者,不會增加飛行人員的淘汰率;②服役過程中的誘發(fā):誘發(fā)因素包括飛行人員作訓或不適當運動,尤其是抗荷訓練和其他高強度訓練、外傷等[4-5]。根據(jù)椎弓峽部的解剖特點,腰椎直立、曲伸和旋轉(zhuǎn)等活動時,椎體連同附件有向前移位的分力,而下關(guān)節(jié)突與下位椎體的上關(guān)節(jié)突的扣鎖以及椎間軟組織緊張能有效中和此分力。目前,多數(shù)學者認為,后天腰椎峽部所受反復(fù)應(yīng)力可以誘發(fā)疲勞性骨折,是腰椎峽部裂發(fā)生的主要原因[6],而飛行人員作訓中對腰椎峽部產(chǎn)生的反復(fù)應(yīng)力是發(fā)生后天性腰椎峽部裂的重要誘因。目前,隨著影像學技術(shù)的快速發(fā)展,例如:CT三維重建、MRI新序列以及功能影像學技術(shù)的應(yīng)用,可以更敏感準確地診斷腰椎峽部裂和分期[7],但是,一些新技術(shù)還沒用于腰椎峽部裂的醫(yī)學鑒定。同時,臨床研究表明,腰椎處于前俯后仰姿態(tài)工況下,在不同過載飛行條件下更易發(fā)生損傷,而在側(cè)傾姿態(tài)下,在多個工況下有損傷發(fā)生,此研究結(jié)果可以作為我軍飛行人員鑒定標準的重要補充。因此,有必要為飛行人員峽部裂患者的影像診斷和醫(yī)學鑒定標準進行探討和修訂,并進一步提出建議案,以對腰椎峽部裂進行更精準的醫(yī)學鑒定和保證飛行安全。
專家建議由航空醫(yī)學、影像醫(yī)學、臨床一線和飛行鑒定專家共同討論定稿,并由具備多年診斷和鑒定經(jīng)驗的專家執(zhí)筆編寫,同時征求了航空兵部隊相關(guān)專家和人員(如部隊領(lǐng)導、航空軍醫(yī)、飛行人員)意見,旨在對軍事飛行人員腰椎峽部裂的診斷、治療、飛行安全風險評估和鑒定標準進行科學規(guī)范。
腰椎峽部裂患者最常見臨床癥狀為腰腿痛,發(fā)病機制包括:①脊柱不穩(wěn);②椎間盤突出壓迫神經(jīng)根;③峽部裂處纖維組織增生壓迫神經(jīng)根;④椎體滑脫直接壓迫馬尾神經(jīng)根。另外,局部壓痛、肌肉痙攣也是常見的癥狀[8-9]。
腰椎峽部裂可以繼發(fā)腰椎椎管狹窄,其臨床癥狀包括長期腰骶部疼痛、腿痛、雙下肢漸進性無力、麻木、間歇性跛行和行走困難。椎管狹窄的重要體征為過伸試驗陽性,即做腰部過伸動作可引起下肢麻痛加重[10]。
這些臨床癥狀的有無和其嚴重程度是飛行安全風險評估和醫(yī)學鑒定的重要依據(jù)。例如對于改裝第三代戰(zhàn)斗機的飛行人員,患有腰椎峽部裂,且伴有明顯的自覺癥狀,醫(yī)學鑒定的建議意見為改裝不合格。
對于可疑有腰椎峽部裂的軍隊飛行人員,推薦的影像學檢查流程如下[11-13]:①首選X線片進行篩查,如果患者可疑陽性或診斷不明確,建議進一步選擇CT三維重建以觀察椎弓峽部。②如果患者可疑有椎弓峽部應(yīng)力性損傷、所繼發(fā)的骨髓腔水腫、椎間盤突出,或者需要觀察峽部周圍的椎間孔軟組織情況,建議MRI進一步檢查。③如果需要觀察腰椎峽部裂術(shù)后的局部成骨活動情況,推薦使用骨骼SPECT/CT檢查。每種檢查技術(shù)的優(yōu)勢和局限性如下:
X線片:腰椎正位片(前后位)、側(cè)位片以及雙斜位片是最基本的影像檢查方法,簡單方便,主要用于腰椎峽部裂篩查。但是,X線片檢查不能發(fā)現(xiàn)早期椎弓峽部裂及其繼發(fā)的應(yīng)力性損傷、峽部裂周圍骨贅或骨痂形成以及椎間盤突出[14-15]。CT:尤其多層螺旋CT容積掃描,可以多層面和多方位重建,達到各向同性,可以獲得高分辨率的三維立體圖像,并可沿任何方向旋轉(zhuǎn)和圖像切割,獲得病變的最佳視角,大大提高了腰椎峽部裂的檢出率和診斷正確率[16],在顯示椎弓峽部皮質(zhì)斷裂方面,是最佳的影像學技術(shù)。MRI:可以明確顯示椎弓峽部裂周圍的骨髓水腫,可檢出椎弓峽部裂前期的應(yīng)力性損傷、椎間孔內(nèi)神經(jīng)根水腫以及椎管繼發(fā)異常,例如:椎體滑脫以及椎間盤突出[17-18]。SPECT/CT:骨骼SPECT/CT是最敏感的成骨活動監(jiān)測技術(shù),是檢出椎弓峽部應(yīng)力性損傷的最佳手段[19-22]。SPECT/CT顯示持續(xù)性輕度成骨活性,是疼痛的一個重要原因。但是,此成像技術(shù)有一定輻射,診斷特異性較差[21]。
X線診斷標準:特征性表現(xiàn)為關(guān)節(jié)突間可見一透亮線,在X線斜位片上,表現(xiàn)為“狗脖子”帶項圈,即椎弓峽部斷裂征象[23];繼發(fā)征象包括:腰椎滑脫、腰骶角增大、腰5椎體趨于骶化、腰5-骶1椎間隙變窄和承重線前移等。
CT成像診斷標準:矢狀位重建圖像顯示,椎弓峽部由后上至前下的低密度線狀影,并可清晰顯示腰椎滑脫程度、椎管狹窄或擴大程度、局部椎管拉長征、椎間盤膨出或突出、黃韌帶肥厚及鈣化等周圍結(jié)構(gòu)異常[23]。
MRI診斷標準:椎弓峽部鄰近骨質(zhì)骨髓腔水腫、周圍軟組織水腫、椎間盤退變或突出以及相應(yīng)水平的椎管狹窄[24]。
需要注意的是,當椎弓峽部處于斷裂前期時,CT和X線片顯示為正常,往往出現(xiàn)漏診,SPECT和MRI可以顯示有局部骨髓濃聚或水腫。當椎弓峽部裂顯示有骨髓腔水腫,提示患者有完全康復(fù)的可能;而當腰椎峽部裂沒有伴發(fā)骨髓水腫時,則提示僅僅通過保守治療不能獲得治愈效果[4]。
腰椎峽部裂的分型對軍事飛行人員腰椎峽部裂的預(yù)后判斷和醫(yī)學鑒定有重要指導意義。目前,常用分型包括如下:
根據(jù)CT圖像,依據(jù)峽部裂斷端的分離程度、邊緣是否鋒利、是否伴有硬化等特點,將峽部裂分為初始期、進展期和終末期。斷端表現(xiàn)為初始期和進展期的患者,峽部裂斷端發(fā)生骨性愈合的可能明顯高于終末期患者[25]。腰椎峽部裂斷端發(fā)生骨性愈合,是醫(yī)學鑒定合格的一個關(guān)鍵依據(jù)。
根據(jù)MRI表現(xiàn),依據(jù)病變的進展程度分級如下:Ⅰ級:應(yīng)力性反應(yīng)(峽部裂前期),僅僅表現(xiàn)為骨髓腔水腫,而沒有骨折線;Ⅱ級:不全性峽部裂,有骨髓腔水腫或不全性椎弓峽部斷裂;Ⅲ級:急性椎弓峽部完全斷裂,顯示有椎弓骨髓腔水腫和峽部完全性斷裂。Ⅳ級:慢性峽部完全性斷裂,骨髓腔內(nèi)沒有水腫[4]。當軍隊飛行人員的腰椎峽部裂有骨髓腔水腫,是出現(xiàn)疼痛癥狀的一個重要原因,是醫(yī)學鑒定的一個關(guān)鍵判斷依據(jù)。
在軍隊飛行人員的醫(yī)學鑒定中,腰椎峽部裂繼發(fā)滑脫的最常用分型為Meyerding分型,其判斷依據(jù)為傷椎相對于尾側(cè)鄰椎的滑移程度,一般分為4度:滑移程度小于25%歸類為Ⅰ度滑脫,介于25%~50%為Ⅱ度滑脫,介于50%~75%為Ⅲ度滑脫,超過75%為Ⅳ度滑脫[25]。
腰-骶-盆是一個整體,其相互配合維持著脊柱姿勢的平衡,其運動力學參數(shù)的測量對臨床治療和預(yù)后判斷具有重要意義,測量指標主要包括:腰椎前凸角、骨盆入射角、骨盆傾斜角、骶骨平臺指數(shù)、骶骨平臺角、骶骨傾斜角和滑脫百分比[26-28]。
骶骨平臺角值低于正常平均值的飛行人員,椎間盤及腰椎峽部受到剪切力增加,使其更容易發(fā)生峽部裂;與正常人群相比,腰椎峽部裂患者具有更高的骨盆入射角、骶骨傾斜角值和較小骶骨平臺角值;對于腰椎峽部裂治療過程中,要充分考慮腰椎生物受力異常,對提高預(yù)后具有重要意義。
根據(jù)飛行人員脊柱外傷的三維有限元分析,在模擬指定的飛行條件下,腰椎峽部裂患者的腰椎產(chǎn)生了較大的側(cè)向位移6.7 mm;依照NIC標準,腰椎在前俯后仰姿態(tài)個別工況相對其他姿態(tài)在不同過載飛行條件下更易發(fā)生損傷,而側(cè)傾姿態(tài)下,多個工況有損傷發(fā)生。
上述生物運動力學和三維有限元分析結(jié)果對腰椎峽部患者的脊柱運動功能異常評估提供重要的判斷依據(jù)。
腰椎峽部裂的治療分為保守治療和手術(shù)治療2種方式,具體適應(yīng)證和治療方法如下:
對于病程較短、Ⅰ度滑脫或伴有基礎(chǔ)性疾病的飛行人員,建議選擇保守治療方法,具體包括:臥床休息、限制日?;顒?、加強腹部及腰背部肌肉訓練、避免腰椎過屈或過伸、維持軀干的穩(wěn)定性鍛煉、佩戴胸腰支具和物理治療等。
對于經(jīng)過規(guī)范的保守治療6個月以上的患者,仍有持續(xù)腰痛,伴或不伴有下肢放射性疼痛,出現(xiàn)馬尾神經(jīng)綜合征,同時伴有腰椎明顯失穩(wěn)(影像表現(xiàn)為椎體向前移位、椎體向后異常移位或椎間孔及椎間隙變窄),需要考慮手術(shù)治療,常見的手術(shù)方式為腰椎椎弓根螺釘固定+椎間CAGE植骨融合術(shù)[11-12,29-32]。
對腰椎峽部裂術(shù)后的患者,醫(yī)學鑒定合格標準的建議如下:①腰椎峽部裂由于合并椎間盤突出或椎體滑脫手術(shù)治愈后,經(jīng)3~6個月的療養(yǎng)和地面觀察,無明顯后遺癥;②經(jīng)CT三維重建證實峽部骨折或椎間達到骨性融合。
6.1 飛行因素 目前,飛行因素對腰椎峽部裂的影響還沒有明確結(jié)論,根據(jù)我們的研究結(jié)果,在飛行過程中,給予的過載工況包括兩種情況,一種為加速度3~9 G,變化6 G/s;9 g持續(xù)1 s。另外一種為3~12 G,變化6 G/s,持續(xù)1.5 G;12 G,持續(xù)1 s。結(jié)果發(fā)現(xiàn),單側(cè)腰椎峽部裂患者的腰椎支反力(支點對人體產(chǎn)生的反作用力)、支反力矩(支點對人體產(chǎn)生的反作用力矩)最大值分別為是252 N和41 nm。相比正常腰椎峽部裂帶來的損傷危險較大。目前,飛行時間或飛行機種對腰椎峽部裂的具體影響,尚需要進一步研究。
對腰椎峽部裂患者,在不伴有飛行因素以外的腰椎峽部裂高危因素,例如:椎體滑脫、椎間盤病變、神經(jīng)根受壓或脊柱功能受損等時,影響飛行安全的概率不大,建議定期隨訪。
6.2 腰椎滑脫 主要誘發(fā)原因如下:腰椎峽部裂引起椎體前移,導致脊柱失穩(wěn)以及相鄰椎體關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)異常。出現(xiàn)臨床癥狀的原因包括:脊柱失穩(wěn)(影像表現(xiàn)為椎體向前或向后異常移位)、小關(guān)節(jié)退變錯位、椎間盤病變、椎管狹窄、側(cè)隱窩狹窄、椎間孔狹窄或神經(jīng)根推擠[21]。
對腰椎峽部裂伴有腰椎滑脫的飛行人員,評估建議如下:如果伴腰椎滑脫Ⅰ度,沒有臨床癥狀,認為不影響飛行,可以考慮飛行合格;如果伴發(fā)臨床癥狀,根據(jù)臨床癥狀的嚴重程度以及飛行安全風險的嚴重情況確定是否放飛。如果伴腰椎滑脫Ⅱ度以上,并有明顯腰部疼痛癥狀,一般要考慮飛行暫不合格或地面觀察,根據(jù)病因進行針對性治療,一般先考慮保守治療。如果保守治療沒有效果,影響飛行操控和飛行安全,手術(shù)是最佳選擇,術(shù)后要對飛行人員進行密切隨訪,一般3~6個月隨訪一次。
6.3 腰椎間盤突出 對腰椎峽部裂伴有椎間盤突出的飛行人員,要關(guān)注椎間盤突出方向和嚴重程度,如果向側(cè)后方突出,容易壓迫神經(jīng)根,往往出現(xiàn)疼痛癥狀,在此種情況下,飛行暫不合格,并需進行針對性的康復(fù)治療;而腰椎椎間盤突出較輕或向正后中央突出,馬尾神經(jīng)壓迫不明顯,無臨床癥狀,可以考慮飛行合格。
需要注意的是,對于突出椎間盤壓迫神經(jīng)根比較嚴重、臨床癥狀明顯的飛行人員,飛行暫不合格,并進行相應(yīng)的臨床干預(yù),一般采取先保守治療、后手術(shù)治療的原則,治愈后再進行綜合評估,并給予鑒定意見。
6.4 腰椎峽部裂的分類和進展情況 腰椎峽部裂分為活動性或非活動性兩個類型,活動性腰椎峽部裂一般是由于應(yīng)力性損傷或應(yīng)力性骨折;而非活動性腰椎峽部裂為慢性椎弓峽部不連,多由于先天性發(fā)育所致[33]。急性活動性椎弓峽部裂患者可以通過治療得到治愈或明顯緩解,而非活動性腰椎峽部裂或晚期(假關(guān)節(jié)形成)則無法愈合。
需要注意的是,對于活動性腰椎峽部裂,往往伴有鄰近椎弓骨髓腔水腫,此類患者疼痛癥狀比較明顯,因此,對于此類飛行人員建議飛行暫不合格,并進行針對性的干預(yù)治療。對于非活動性腰椎峽部裂,繼發(fā)疾病不明顯,并且沒有相關(guān)臨床癥狀,可以考慮飛行合格。對于隨訪觀察后發(fā)現(xiàn)腰椎峽部裂持續(xù)進展或腰椎滑脫持續(xù)進展的飛行人員,應(yīng)該考慮飛行暫不合格,并進行針對性的臨床干預(yù)或手術(shù)治療。
建議鑒定為飛行合格的情況如下:①雙側(cè)椎弓峽部裂無椎體滑脫、無癥狀和體征;②低載荷機種飛行員和空勤人員雙側(cè)椎弓峽部裂伴Ⅰ度內(nèi)椎體滑脫,無癥狀和體征;③對于穩(wěn)定期或先天性發(fā)育所致的椎弓峽部裂,繼發(fā)疾病不明顯,沒有相關(guān)臨床癥狀;④低載荷機種飛行員和空勤人員脊椎或椎管手術(shù)、腰椎間盤突出癥手術(shù)治愈后,經(jīng)3~6個月地面觀察無明顯后遺癥,結(jié)合CT三維重建證實峽部骨折或椎間植骨達到骨性融合。
建議鑒定為特許飛行合格的情況如下:①殲擊機、高性能武裝直升機飛行員雙側(cè)椎弓峽部裂伴Ⅰ度內(nèi)椎體滑脫,無癥狀和體征;②急性腰椎峽部裂往往伴有鄰近椎弓骨髓腔水腫,此類患者疼痛癥狀比較明顯,盡早治療后癥狀消失;③殲擊機、高性能武裝直升機飛行員脊椎或椎管手術(shù)、腰椎間盤突出癥手術(shù)治愈后,經(jīng)3~6個月地面觀察無明顯后遺癥,結(jié)合CT三維重建證實峽部骨折或椎間植骨達到骨性融合。