多裂肌萎縮的影像學(xué)評價與退變性腰椎滑脫的臨床相關(guān)性分析

毛敏，程捷飛，宋滇文

1.上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院骨科，上海201600；

2.泰州市第四人民醫(yī)院影像科，江蘇泰州225300

退變性腰椎滑脫（degenerative lumbar spondylolisthesis，DLS）是一種常見的腰椎退行性疾病，常見于45～75歲人群，主要特征是上位椎體相對于下位椎體向前或向后移位［1］。區(qū)別于峽部裂性腰椎滑脫，其腰椎峽部通常是完整的。臨床表現(xiàn)以腰椎不穩(wěn)、腰背部疼痛以及下肢坐骨神經(jīng)痛為主。目前對于退變性腰椎滑脫的病因和發(fā)病機制研究眾多，許多作者提出了與腰椎滑脫發(fā)病相關(guān)的各種危險因素的假設(shè)［2?3］。其他還有研究顯示危險因素包括女性、年齡、體質(zhì)量指數(shù)增加、矢狀位失衡和椎間盤高度降低等。但是這些研究仍存在個體誤差大、樣本量小等問題［4］，因此，對于退變性腰椎滑脫的病因仍有爭議。

眾所周知，脊柱椎旁肌在腰椎穩(wěn)定性和正常運動功能中發(fā)揮重要作用，同時腰椎的“微不穩(wěn)”和向前滑移也會對脊柱椎旁肌肉產(chǎn)生影響。為了深入研究肌肉和腰椎滑脫之間的相關(guān)性，人們已經(jīng)進行了一些關(guān)于腰椎滑脫和腰椎旁肌肉橫截面面積的研究，但結(jié)論并不一致［5?6］。目前為止，只有少數(shù)詳細描述了脊柱多裂肌在退變性腰椎滑脫的發(fā)病原因和發(fā)病機制中的作用。

骨骼肌退化的特征是肌肉內(nèi)脂肪浸潤和肌肉組織丟失。當(dāng)前研究表明，多裂肌肌肉質(zhì)量隨著年齡的增長而減弱，40歲以后每年下降約1%［7］。多裂肌的肌肉密度及其橫截面積大小與年齡、性別和體質(zhì)量等因素有關(guān)［8?9］。CT、MRI等多種影像學(xué)技術(shù)已被認為是測量多裂肌肌肉橫截面積、密度和脂肪浸潤的重要工具［10］。其中，MRI對腰椎椎間盤和椎旁肌的早期退變性改變很敏感，具有非輻射的優(yōu)勢，用來評估與肌肉相關(guān)的MRI變量，可靠性高。MRI可以采取非侵入性方式測量脂肪浸潤，從而評估脂肪浸潤［11］。Kalichman等［12］對脂肪浸潤進行分級：1級：正常肌肉狀況，脂肪浸潤高達肌肉橫截面積的10%；2級：中度肌肉退化，10%～50%的脂肪浸潤；3級：肌肉嚴重變性，脂肪浸潤>50%。本研究的主要目的是檢測退變性腰椎滑脫程度與多裂肌萎縮程度的關(guān)系。第二個目標(biāo)是調(diào)查退變性腰椎滑脫患者多裂肌萎縮程度與其Oswestry功能障礙指數(shù)（ODI）的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，回顧性評估了2017年2月—2019年12月于上海市第一人民醫(yī)院住院治療的62例退變性腰椎滑脫患者，根據(jù)臨床病史、體征和影像學(xué)表現(xiàn)診斷退變性腰椎滑脫，并且詳細記錄患者特征：性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、滑脫節(jié)段、ODI評分。本研究獲得上海市第一人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。所有患者均來自上海市第一人民醫(yī)院，均已簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡50～70歲；（2）根據(jù)癥狀、體征以及影像學(xué)檢查確診為單節(jié)段退變性腰椎滑脫；（3）具有完整腰椎X線片、MRI、ODI評分等資料；（4）回顧性研究。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）峽部裂性腰椎滑脫；（2）合并脊柱畸形；（3）其他腰椎疾?。貉蹈腥?、腫瘤、腰椎骨折等；（4）既往腰椎手術(shù)史。

1.3 影像學(xué)測量

所有患者均行腰椎正側(cè)位X線片和腰椎MRI檢查。

1.3.1 腰椎滑脫分級

采用腰椎側(cè)位X線片，測量滑脫節(jié)段椎體的滑脫距離。根據(jù)Meyerding分型將腰椎滑脫程度分為4度：（1）Ⅰ度，上椎體向前滑脫未超過下椎體上緣的25%；（2）Ⅱ度，＞25%，但≤50%；（3）Ⅲ度，＞50%，≤75%；（4）Ⅳ度，超過下椎體上緣的75%以上。

1.3.2 多裂肌萎縮程度評估

通過我院PACS系統(tǒng)收集所有患者的腰椎MRI資料，采用橫斷面T2WI圖像測量雙側(cè)多裂肌橫斷面積，使用圖像處理軟件Image Pro Plus（Media Cybernetics公司，美國）在多裂肌輪廓上畫出不規(guī)則曲線，計算雙側(cè)多裂肌總橫斷面積（total multifidus muscle cross sectional area，TCSA），同時盡可能去除脂肪浸潤區(qū)域，計算多裂肌凈橫截面積（fat?free multifidus muscle cross sectional area，F(xiàn)CSA），見圖1、2。計算兩側(cè)TCSA和FCSA的平均值，以及兩者比值。采用該比值評估多裂肌萎縮程度，比值越大代表多裂肌脂肪浸潤率小，說明多裂肌萎縮程度輕。對每位患者均分別由一名脊柱外科醫(yī)師和一名影像科醫(yī)師測量兩次并取平均值。

圖1 腰椎MRI橫斷位T2WI圖像測量腰椎雙側(cè)多裂肌的總橫截面積（TCSA）示意圖Fig.1 Total cross sectional area（TCSA）of multifidus muscle measured by T2WI images on MRI crosssectional position of lumbar vertebrae

圖2 腰椎MRI橫斷位T2WI圖像測量腰椎雙側(cè)多裂肌的凈橫截面積（FCSA）示意圖Fig.2 Fat?free cross sectional area（FCSA）of multifidus muscle measured by T2WI images on MRI crosssectional position of lumbar vertebrae

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 21.0軟件對本研究測得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，運用配對樣本t檢驗比較退變性腰椎滑脫節(jié)段與相鄰正常節(jié)段組的多裂肌萎縮程度差異，并比較多裂肌萎縮程度與滑脫程度的關(guān)系，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義；運用Pearson相關(guān)檢驗評估多裂肌萎縮程度與退變性腰椎滑脫患者ODI評分的相關(guān)性，檢驗水準(zhǔn)α值取雙側(cè)0.05。

2 結(jié)果

2.1 62例退變性腰椎滑脫患者一般資料

62例退變性腰椎滑脫患者，男18例（29%，18/62），女44例（71%，44/62）；年齡（60.5±6.7）歲；BMI（23.7±2.5）；滑脫節(jié)段L4/5 41例（66.1%，41/62），L5/S1 21例（33.9%，21/62）；ODI評分平均值（42.7±3.6）%。

2.2 退變性腰椎滑脫患者不同節(jié)段多裂肌萎縮程度差異

62例退變性腰椎滑脫患者，L1/2雙側(cè)多裂肌總橫截面積平均值（925.2±221.6）mm2，雙側(cè)多裂肌凈橫截面積平均值為（612.3±198.5）mm2，兩者比值為（66.2±10.4）%；L2/3雙側(cè)多裂肌總橫截面積平均值（1 078.4±205.6）mm2，雙側(cè)多裂肌凈橫截面積平均值為（723.3±212.5）mm2，兩者比值為（67.1±10.8）%；L3/4雙側(cè)多裂肌總橫截面積平均值（1 266.2±243.2）mm2，雙側(cè)多裂肌凈橫截面積平均值為（838.7±202.8）mm2，兩者比值為（66.3±11.1）%；L4/5雙側(cè)多裂肌總橫截面積平均值（1 375.2±268.5）mm2，雙側(cè)多裂肌凈橫截面積平均值為（922.6±242.8）mm2，兩者比值為（67.2±11.7）%；L5/S1雙側(cè)多裂肌總橫截面積平均值（1 496.6±288.7）mm2，雙側(cè)多裂肌凈橫截面積平均值 為（1 016.4±262.8）mm2，兩 者 比 值 為（67.9±12.5）%。各組腰椎多裂肌萎縮程度進行ANOVA檢驗，各組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

2.3 退變性腰椎滑脫節(jié)段與相鄰正常節(jié)段的多裂肌萎縮程度差異

62例退變性腰椎滑脫患者，退變滑脫節(jié)段雙側(cè)多裂肌總橫截面積平均值（1 508.1±291.3）mm2，雙側(cè)多裂肌凈橫截面積平均值為（1 006.3±247.5）mm2，兩者比值為（67.1±12.1）%；相鄰正常節(jié)段雙側(cè)多裂肌總橫截面積平均值（1 249.4±285.3）mm2，雙側(cè)多裂肌凈橫截面積平均值為（904.2±234.1）mm2，兩者比值為（72.6±9.1）%，見表1。兩組多裂肌萎縮程度進行配對樣本t檢驗，退變性腰椎滑脫患者退變節(jié)段多裂肌萎縮程度比相鄰正常節(jié)段增加5.5%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=?2.826，P=0.008），見圖3。

圖3 退變性腰椎滑脫節(jié)段與相鄰正常節(jié)段的多裂肌萎縮程度差異Fig.3 Difference of multifidus atrophy between degenerative lumbar spondylolisthesis segments and adjacent normal segments

表1 退變性腰椎滑脫節(jié)段與相鄰正常節(jié)段的多裂肌萎縮程度Tab.1 Multifidus atrophy of degenerative lumbar spondylolisthesis segments and adjacent normal segments

2.4 多裂肌萎縮程度與退變性腰椎滑脫患者滑脫程度的關(guān)系

62例退變性腰椎滑脫患者中，根據(jù)Meyerding分型，Ⅰ度滑脫42例（67.7%，42/62），Ⅱ度滑脫20例（32.3%，20/62），無Ⅲ度及Ⅳ度滑脫。Ⅰ度腰椎滑脫患者退變節(jié)段雙側(cè)多裂肌總橫截面積平均值（1 472.1±269.9）mm2，雙側(cè)多裂肌凈橫截面積平均值為（1 030.9±229.7）mm2，兩者比值為（69.5±11.6）%；相鄰正常節(jié)段雙側(cè)多裂肌總橫截面積平均值（1 563.4±313.7）mm2，雙側(cè)多裂肌凈橫截面積平均值為（936.5±289.5）mm2，兩者比值為（62.6±11.9）%，見表2。兩組多裂肌萎縮程度進行配對樣本t檢驗，退變性腰椎滑脫患者Ⅱ度滑脫多裂肌萎縮程度比Ⅰ度滑脫增加6.9%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=?2.236，P=0.027），見圖4。

圖4 多裂肌萎縮程度與退變性腰椎滑脫患者滑脫程度的關(guān)系Fig.4 Difference of multifidus atrophy betweenⅡdegree spondylolisthesis segments andⅠdegree spondylolisthesis segments

表2 退變性腰椎滑脫患者的腰椎滑脫程度與多裂肌萎縮程度Tab.2 The degree of degenerative lumber spondylolisthesis and multifidus atrophy

2.5 多裂肌萎縮程度與退變性腰椎滑脫患者ODI評分的相關(guān)性

62例退變性腰椎滑脫患者，ODI評分平均值（42.7±3.6）%，采用Pearson檢驗驗證退變性腰椎滑脫患者滑脫節(jié)段雙側(cè)TCSA和FCSA比值與其ODI評分的相關(guān)性，結(jié)果顯示兩者存在相關(guān)性（r＝?0.505，P=0.002），說明退變性腰椎滑脫患者多裂肌萎縮程度與ODI評分呈正相關(guān)。

3 討論

脊柱椎旁肌對維持脊柱的穩(wěn)定性起著重要作用，主要分為前后兩群，前群主要包括腰大肌、腰小肌和腰方肌，后群主要為多裂肌、豎脊肌、半棘肌、回旋肌和橫突間肌，其中多裂肌位于腰椎背側(cè)椎板與棘突之間的槽溝內(nèi)，與腰椎接觸面積大，是參與維持腰椎穩(wěn)定的最重要部分［13］。近年來，越來越多的研究探討了多裂肌、衰老與腰椎退行性疾病之間的關(guān)系。衰老過程導(dǎo)致骨骼肌肌肉質(zhì)量減少，取而代之的是非收縮性結(jié)締組織，這種肌肉萎縮與年齡密切相關(guān)，是因為肌纖維大小和數(shù)量同時降低。研究表明，衰老過程中，成體干細胞會分化為脂肪細胞而不是肌細胞，導(dǎo)致肌肉間脂肪組織的積聚。人們普遍認為，肌肉密度和橫截面積反映了個體的肌肉強度和身體功能，研究證實多裂肌的密度及其橫截面積大小與年齡、性別和體質(zhì)量等因素有關(guān)［14］。因此，基于年齡與多裂肌萎縮的相關(guān)性，本研究選取了50～70歲腰椎滑脫患者作為研究對象。在我們的研究中，62例退變性腰椎滑脫患者，女性44例，占比71%，這與流行病學(xué)發(fā)現(xiàn)退變性腰椎滑脫好發(fā)于女性結(jié)果一致。

腰椎正常維持在動態(tài)平衡中，而腰椎節(jié)段性不穩(wěn)指腰椎運動單元維持腰椎動態(tài)穩(wěn)定性的能力下降。各種研究已經(jīng)明確多裂肌維持腰椎節(jié)段性運動的重要作用，其生物力學(xué)基礎(chǔ)是多裂肌的深層肌纖維控制腰椎椎體間剪切力而不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。有研究通過在尸體上分析腰椎及椎旁肌肉的活動情況，證實多裂肌通過維持每個運動節(jié)段的穩(wěn)定性來維持腰椎的整體穩(wěn)定性。一些病例研究中發(fā)現(xiàn)，持續(xù)腰椎節(jié)段性不穩(wěn)定會導(dǎo)致退變性腰椎滑脫。因此，我們推測多裂肌萎縮程度與退變性腰椎滑脫的發(fā)生密切相關(guān)。多裂肌脂肪萎縮主要見于腰椎MRI橫斷面的內(nèi)側(cè)和深層。程大為等［15］認為腰椎滑脫患者多裂肌整體會出現(xiàn)退變，其中退變滑脫節(jié)段退變最為嚴重，脂肪浸潤程度最高。本研究中，我們測量了多裂肌的TCSA和脂肪浸潤率，并分析了多裂肌萎縮程度與退變性腰椎滑脫的關(guān)系。我們研究發(fā)現(xiàn)退變性腰椎滑脫節(jié)段的多裂肌萎縮程度比鄰近正常節(jié)段的多裂肌萎縮程度嚴重。肌肉強度與肌纖維數(shù)量和收縮力密切相關(guān)。當(dāng)多裂肌萎縮，也就是脂肪浸潤，會使多裂肌肌纖維數(shù)量減少、收縮力減弱，導(dǎo)致多裂肌肌肉強度減小，造成腰椎滑脫發(fā)生；而隨著滑脫程度加重，脊神經(jīng)根受壓嚴重，進一步造成多裂肌脂肪浸潤和萎縮增加。但是，目前對于多裂肌萎縮與退變性腰椎滑脫之間的因果關(guān)系仍存在爭議，有待進一步研究。普遍認為多裂肌的萎縮主要機制有兩種：失用和去神經(jīng)。脊柱多裂肌肌肉失用通常是局部性的，影響?。幌喾吹氖?，脊柱多裂肌的失神經(jīng)支配和神經(jīng)再生在腰椎退行性疾病和神經(jīng)根受壓時常見。退變性腰椎滑脫導(dǎo)致腰椎節(jié)段性不穩(wěn)定，容易造成脊神經(jīng)根受壓，當(dāng)脊神經(jīng)根受壓進行性加重，同時多裂肌為單一脊神經(jīng)支配，有研究通過豬模型動物實驗，誘導(dǎo)損傷一側(cè)脊神經(jīng)根，3 d內(nèi)觀察到損傷側(cè)的多裂肌萎縮，而對側(cè)多裂肌無明顯萎縮［16］。因此，本研究中，我們對比不同滑脫程度的退變性腰椎滑脫患者多裂肌萎縮程度，發(fā)現(xiàn)多裂肌萎縮程度與退變性腰椎滑脫患者滑脫程度呈正相關(guān)。并且，我們研究發(fā)現(xiàn)多裂肌萎縮程度與退變性腰椎滑脫患者ODI評分呈正相關(guān)，也就是說多裂肌萎縮程度與退變性腰椎滑脫患者臨床癥狀密切相關(guān)。

更重要的是，回顧了有關(guān)多裂肌萎縮的文獻后，人們經(jīng)常會提出一個問題：是否有可能逆轉(zhuǎn)多裂肌萎縮？近年來，針對腰痛患者的康復(fù)鍛煉計劃，關(guān)于多裂肌的具體運動方案已被提出。有報道證明運動療法能夠增加多裂肌橫截面積，減輕下腰痛患者的臨床癥狀［17］。一項關(guān)于退行性腰椎間盤疾病的觀察研究顯示，經(jīng)過8周的脊柱椎旁肌強化運動后，椎旁肌肌力明顯增強，患者疼痛程度明顯減輕［18］。但是，腰椎多裂肌加強運動與退變性腰椎滑脫之間的長期關(guān)系尚未確定。我們的研究為運動和物理療法提供了理論依據(jù)。根據(jù)我們研究顯示的相關(guān)性，我們推斷加強鍛煉，能夠提高多裂肌的肌肉密度和橫截面積，加強肌肉力量，進而有利于延緩?fù)俗冃匝祷摰倪M展和減輕癥狀。