多裂肌萎縮與腰椎退行性疾病的相關(guān)性研究進(jìn)展

石立強(qiáng)，林亞洲，曹 鵬

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院脊柱外科，上海 200025

腰椎退行性疾病是脊柱外科常見(jiàn)病和多發(fā)病，是引起下腰痛的主要原因［1］，下腰痛是以腰骶、臀部伴/不伴下肢疼痛為主要癥狀的綜合征［2］。有研究［3-4］發(fā)現(xiàn)，下腰痛的發(fā)生、發(fā)展與脊柱穩(wěn)定性的失衡密切相關(guān)。椎旁肌是脊柱鄰近肌群的總稱(chēng)，分為前群（髂腰肌、腰方肌、腰大肌）和后群（多裂肌、豎脊肌等）。椎旁肌良好的功能狀態(tài)對(duì)脊柱穩(wěn)定性起著重要作用。多裂肌作為腰椎穩(wěn)定性的重要來(lái)源，其萎縮與腰椎椎間盤(pán)突出癥、腰椎椎管狹窄癥、腰椎滑脫癥等腰椎退行性疾病關(guān)系密切［5-6］。本文通過(guò)查閱多裂肌萎縮與腰椎退行性疾病的相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)多裂肌萎縮的影像學(xué)變化、多裂肌萎縮與腰椎退行性疾病的關(guān)系及多裂肌的保護(hù)與治療等方面進(jìn)行分析梳理，綜述如下。

1 多裂肌

1.1 多裂肌解剖與功能

多裂肌是脊柱穩(wěn)定性的重要來(lái)源，位于脊柱最內(nèi)側(cè)，是附著面積最大的椎旁肌，由多條獨(dú)立的肌束組成，起于腰椎椎板、棘突，斜行向下止于下位椎體的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)、橫突和骶骨，在腰部最為發(fā)達(dá)，淺層多裂肌主要控制脊柱的屈曲和定向活動(dòng)，深層多裂肌主要控制節(jié)段間的運(yùn)動(dòng)［7］。從形態(tài)上看，多裂肌力臂短、橫截面積大、肌纖維含量高，并且活動(dòng)范圍小，這種形態(tài)學(xué)特點(diǎn)使得多裂肌能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的力量以維持脊柱的穩(wěn)定性［3］。此外，多裂肌可以抵抗脊柱的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作和滑動(dòng)方向，維持腰椎生理曲度，增強(qiáng)腰椎生理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性［8］。

1.2 多裂肌萎縮的影像學(xué)評(píng)價(jià)

常用的影像學(xué)檢查有CT、MRI和超聲。CT和MRI可以較好地觀察多裂肌橫截面積（CSA）和脂肪浸潤(rùn)情況，且重復(fù)性較好［9］。超聲通常用于測(cè)量肌肉的CSA，卻較少用于測(cè)量脂肪浸潤(rùn)程度，因?yàn)槌暫茈y區(qū)分出肌肉間的脂肪組織［10］。CSA表示肌纖維數(shù)量，可反映肌肉的萎縮程度，不僅被用來(lái)評(píng)估腰部肌肉力量，也和多裂肌的穩(wěn)定、運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)，CSA降低可導(dǎo)致脊柱軸向旋轉(zhuǎn)的減弱和脊柱負(fù)載的增加［10-11］。MRI既可以較好地測(cè)量肌肉CSA，也可以通過(guò)閾值技術(shù)較好地分辨肌肉和脂肪組織，更好地評(píng)估多裂肌的萎縮程度。此外，雖然CSA的測(cè)量是通過(guò)研究者對(duì)肌肉的相關(guān)區(qū)域進(jìn)行描繪，存在主觀性，但MRI的可信程度高，觀察者內(nèi)和觀察者間的測(cè)量一致度較高，對(duì)于急慢性下腰痛有著更高的靈敏度［5］。

CSA可分為總CSA（筋膜內(nèi)的全部肌肉面積，包括脂肪組織）、功能性CSA（不包括肌內(nèi)脂肪的純肌肉面積）和脂肪CSA（肌肉內(nèi)脂肪面積）等。CSA的測(cè)量方法多樣，主要體現(xiàn)在測(cè)量層面的位置和數(shù)量的不同。據(jù)報(bào)道［5］，一些研究者從單個(gè)椎體層面測(cè)量CSA，測(cè)量的位置有椎間盤(pán)的中部、椎板的中部、上/下終板和椎體中央等，測(cè)量方法無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。所以在健康人群和患有下腰痛的人群中，很難通過(guò)調(diào)整性別和年齡來(lái)確定正常多裂肌CSA范圍。為了減少個(gè)體間差異，有研究［5，12］采用多裂肌CSA與對(duì)應(yīng)椎體面積的比值，即相對(duì)橫截面積（RCSA）來(lái)評(píng)估多裂肌功能狀態(tài)。但肌肉可以被脂肪組織和纖維組織所替代，故僅通過(guò)CSA不能較好地評(píng)估多裂肌萎縮。有研究［6，12-13］發(fā)現(xiàn)，多裂肌脂肪浸潤(rùn)程度與腰椎退行性疾病關(guān)系更為密切，脂肪浸潤(rùn)相對(duì)于CSA可以更好地反映肌肉的萎縮程度和功能狀態(tài)。

Lee等［14］認(rèn)為，肌肉的平均密度隨著脂肪含量的增加而降低，可以反映肌肉的脂肪含量。MRI可通過(guò)半定量或定量測(cè)量對(duì)脂肪浸潤(rùn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在半定量測(cè)量上，Kjaer等［13］將脂肪浸潤(rùn)分為3級(jí)：正常，＜ 10%；輕度，≥10%且≤50%；重度，＞ 50%。為了將半定量更為細(xì)化，Engelken等［15］將脂肪浸潤(rùn)分為5級(jí)：0級(jí)，正常肌肉；1級(jí)，＜ 25%；2級(jí)，≥25%且＜ 50%；3級(jí)：≥50%且＜ 75%；4級(jí)，≥75%。定量測(cè)量具有更好的適用性，主要有2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)［5，12］：①脂肪CSA與總CSA的比值；②MRI脂肪信號(hào)強(qiáng)度。

1.3 多裂肌萎縮相關(guān)機(jī)制

與其他椎旁肌不同，多裂肌只受腰神經(jīng)背側(cè)內(nèi)側(cè)支的支配，且每個(gè)肌束僅由單一內(nèi)側(cè)支支配，分支間無(wú)交通，一旦受損容易發(fā)生失神經(jīng)改變［3］。Hodges等［16］在豬的模型實(shí)驗(yàn)中，將一側(cè)L3神經(jīng)根的內(nèi)側(cè)支切斷，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)支配的多裂肌CSA顯著減少，但對(duì)側(cè)多裂肌CSA并無(wú)顯著改變，且在組織染色的標(biāo)本中可見(jiàn)到增大的脂肪細(xì)胞簇。在腰椎椎間盤(pán)突出癥患者中，相對(duì)于健側(cè)，患側(cè)多裂肌的脂肪浸潤(rùn)增加、CSA降低［17］。以上結(jié)果說(shuō)明，神經(jīng)根的壓迫與損傷是多裂肌萎縮的重要原因之一。

Kjaer等［13］發(fā)現(xiàn)多裂肌的脂肪浸潤(rùn)更多地見(jiàn)于老年人，男性多裂肌CSA大于女性，但是女性多裂肌的脂肪浸潤(rùn)顯著高于男性，可能是由男女身體構(gòu)造差異所致。Urrutia等［12］對(duì)91例慢性下腰痛患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，年齡與多裂肌脂肪浸潤(rùn)中度相關(guān)，提示年齡和性別會(huì)對(duì)多裂肌萎縮造成影響。

慢性下腰痛患者往往缺乏腰部的功能煅煉，多裂肌活動(dòng)量大大減少，毛細(xì)血管反應(yīng)能力降低，肌肉血液供應(yīng)量不足，使得肌肉處于長(zhǎng)期的缺氧狀態(tài)，同時(shí)肌糖元得不到充分利用，大量乳酸及各種代謝產(chǎn)物在肌肉內(nèi)堆積，進(jìn)而導(dǎo)致肌肉水腫，刺激神經(jīng)引起疼痛，長(zhǎng)期作用使肌肉逐漸消瘦及變性，最后被脂肪組織所替代，產(chǎn)生廢用性肌萎縮［7］。此外，有研究［18］發(fā)現(xiàn)，在慢性下腰痛患者中，腰椎椎間盤(pán)退行性變與多裂肌的炎性失調(diào)相關(guān)，并且高度脂肪浸潤(rùn)的炎性因子水平顯著高于低度脂肪浸潤(rùn)，表明炎性反應(yīng)在多裂肌萎縮中起到重要作用。

導(dǎo)致多裂肌萎縮的因素還有腰背神經(jīng)支綜合征［19］，神經(jīng)反射性抑制［16］等。因此，多裂肌萎縮是多因素引起的，對(duì)多裂肌萎縮的防治應(yīng)從多方面考慮，才能獲得較好的臨床治療效果。

2 多裂肌萎縮與腰椎退行性疾病

2.1 腰椎椎間盤(pán)突出癥

胡零三等［17］的研究發(fā)現(xiàn)，在腰椎椎間盤(pán)突出癥患者中，患側(cè)多裂肌的脂肪浸潤(rùn)程度高于健側(cè)、CSA小于健側(cè)；和健康組相比，患側(cè)多裂肌CSA也明顯減小、脂肪浸潤(rùn)程度增加。Zhao等［20］的研究也發(fā)現(xiàn)，在腰椎椎間盤(pán)突出癥患者中，患側(cè)的Ⅰ、Ⅱ型肌纖維均小于健側(cè)。Franke等［21］對(duì)20例腰椎椎間盤(pán)突出癥患者病變椎間盤(pán)水平神經(jīng)支配的多裂肌區(qū)域進(jìn)行活檢，發(fā)現(xiàn)多裂肌神經(jīng)源性改變12例，非特異性肌病8例，神經(jīng)源性改變患者的神經(jīng)根癥狀持續(xù)時(shí)間為（10.75±7.9）個(gè)月，非特異性肌病患者為（4.37±3.9）個(gè)月，表明椎間盤(pán)突出引起神經(jīng)根癥狀持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，肌肉神經(jīng)源性改變的風(fēng)險(xiǎn)增加。故腰椎椎間盤(pán)突出對(duì)神經(jīng)造成的壓迫損傷，會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)所支配的多裂肌發(fā)生萎縮。

2.2 腰椎滑脫癥

程大為等［22］對(duì)88例單節(jié)段退行性腰椎滑脫患者資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在不同節(jié)段，滑脫節(jié)段多裂肌的脂肪浸潤(rùn)程度明顯高于正常組，滑脫層面的多裂肌脂肪浸潤(rùn)程度顯著高于其他非滑脫層面，Ⅱ度滑脫的多裂肌脂肪浸潤(rùn)程度明顯高于Ⅰ度滑脫。崔曉偉［23］同樣也發(fā)現(xiàn)在退行性腰椎滑脫癥患者中，Ⅱ度滑脫患者中多裂肌脂肪浸潤(rùn)程度顯著高于Ⅰ度滑脫患者，多裂肌脂肪浸潤(rùn)程度和腰椎滑脫的嚴(yán)重程度存在一定的相關(guān)性，隨著滑脫的進(jìn)展，多裂肌萎縮不斷加重。Wang等［24］對(duì)149例退行性腰椎滑脫患者進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸分析，發(fā)現(xiàn)多裂肌脂肪浸潤(rùn)是促進(jìn)腰椎滑脫的一個(gè)重要因素，認(rèn)為多裂肌萎縮是退行性腰椎滑脫的一個(gè)重要原因。表明多裂肌萎縮與退行性腰椎滑脫可能互為影響。

2.3 腰椎椎管狹窄癥

Fortin等［25］對(duì)36例腰椎椎管狹窄癥患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)多裂肌脂肪浸潤(rùn)的增加、腰大肌RCSA的降低與患者的機(jī)體功能降低有關(guān)（更高的疼痛評(píng)分），但多裂肌的脂肪浸潤(rùn)程度與腰椎椎管狹窄程度和下腰痛持續(xù)時(shí)間無(wú)關(guān)。Wang等［26］也發(fā)現(xiàn)，在腰椎椎管狹窄癥患者中，多裂肌功能性CSA的降低與脂肪浸潤(rùn)程度的增加可導(dǎo)致Oswestry功能障礙指數(shù)（ODI）增加，并且，多裂肌脂肪浸潤(rùn)程度可以更好地預(yù)測(cè)ODI。以上結(jié)果表明，腰椎椎管狹窄癥患者多裂肌萎縮可降低患者的功能狀態(tài)。

2.4 脊柱后凸

Kang等［27］對(duì)54例退行性腰椎后凸患者的椎旁肌進(jìn)行分析，與慢性下腰痛患者相比，腰椎后凸患者的多裂肌萎縮程度顯著高于慢性下腰痛患者，并且通過(guò)logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，多裂肌CSA比其他椎旁肌CSA下降的更多，表明多裂肌的萎縮在腰椎后凸患者中更具有特異性。Xia等［28］對(duì)32例退行性脊柱后凸患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)L2以上的多裂肌可能主要維持腰椎的曲度，L2以下的多裂肌可能主要控制腰椎的旋轉(zhuǎn)，多裂肌萎縮可能會(huì)加重胸腰椎后凸和矢狀面失衡，從而擾亂腰椎矢狀面平衡，揭示了多裂肌萎縮可能是促進(jìn)脊柱后凸發(fā)生、發(fā)展的重要因素。

2.5 脊柱側(cè)凸

Xie等［29］對(duì)65例成人退行性脊柱側(cè)凸患者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)各節(jié)段凹側(cè)多裂肌脂肪浸潤(rùn)程度均顯著高于凸側(cè)。脊柱側(cè)凸導(dǎo)致兩側(cè)應(yīng)力不同，凸側(cè)的拉伸載荷大于凹側(cè)。在凹面，多裂肌中的脂肪含量增高被認(rèn)為是長(zhǎng)期不活動(dòng)的結(jié)果；在凸面，由于持續(xù)的牽張應(yīng)力，多裂肌處于長(zhǎng)期過(guò)度增殖狀態(tài)，抑制了脂肪細(xì)胞的分化［30］。有研究［29］也發(fā)現(xiàn)，多裂肌萎縮的不對(duì)稱(chēng)程度與腰椎Cobb角、椎體平移和頂椎旋轉(zhuǎn)呈正相關(guān)，脊柱側(cè)凸Cobb角和頂椎旋轉(zhuǎn)度越大，凹側(cè)和凸側(cè)的機(jī)械負(fù)荷越不對(duì)稱(chēng)，椎體側(cè)移也影響脊柱穩(wěn)定性，這兩點(diǎn)可能是多裂肌萎縮不對(duì)稱(chēng)程度加重的主要原因。他們的研究結(jié)論也得到了Tang等［31］的證實(shí)。生物力學(xué)研究［31］表明，凸側(cè)椎尖中線每偏離1 cm，多裂肌的負(fù)荷就增加1.5 kg/cm2，當(dāng)脊柱處于中立位置時(shí)，多裂肌對(duì)節(jié)段穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)高達(dá)60%。Tang等［31］的研究還發(fā)現(xiàn)，腰椎側(cè)凸的患者頂椎易出現(xiàn)在L2/L3和L3/L4節(jié)段，原因可能是多裂肌在維持L2和L4之間的穩(wěn)定性方面起著關(guān)鍵作用。與此同時(shí)，Sun等［32］提出了頂椎對(duì)角線上的多裂肌可通過(guò)平行四邊形效應(yīng)對(duì)維持腰椎矢狀面的平衡起著重要作用。Yagi等［33］對(duì)60例成人退行性脊柱側(cè)凸患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，多裂肌CSA與腰椎排列也存在顯著相關(guān)性，多裂肌對(duì)腰椎冠狀面的平衡起到了重要作用。此外，Jun等［34］發(fā)現(xiàn)，豎脊肌和多裂肌的脂肪浸潤(rùn)程度與腰椎前凸角丟失、胸椎后凸角降低、矢狀位垂直軸偏移的增加顯著相關(guān)，豎脊肌和多裂肌的脂肪浸潤(rùn)程度與腰椎失衡之間存在正相關(guān)性。以上研究表明，多裂肌對(duì)腰椎矢狀面和冠狀面平衡的維持起著重要作用，而側(cè)凸的發(fā)生和進(jìn)展會(huì)對(duì)多裂肌的功能造成一定的破壞。

總體而言，多數(shù)研究表明，腰椎退行性疾病會(huì)對(duì)多裂肌形態(tài)和功能造成影響，而多裂肌萎縮也會(huì)加重腰椎退行性變。由于多裂肌與腰椎穩(wěn)定性密切相關(guān)，多裂肌良好的生理功能是減緩腰椎退行性變和獲得滿意預(yù)后的重要條件。

3 多裂肌的保護(hù)與治療

Kim等［35］對(duì)33例腰椎退行性疾病患者進(jìn)行為期8周的脊柱穩(wěn)定性訓(xùn)練，與訓(xùn)練前相比，下腰痛得到了顯著改善，且雙側(cè)多裂肌和腰大肌CSA明顯增大，腰部力量得到了加強(qiáng)。Welch等［36］對(duì)30例下腰痛患者進(jìn)行為期16周的漸進(jìn)式腰部阻力訓(xùn)練，訓(xùn)練后患者疼痛程度降低、腰部力量顯著提高，并且多裂肌的脂肪浸潤(rùn)程度顯著降低。此外，吳方超等［37］對(duì)腰椎椎間盤(pán)突出癥患者進(jìn)行脊柱穩(wěn)定性訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)患側(cè)多裂肌的表面肌電中位頻率值較治療前提高，與健側(cè)相比無(wú)明顯差異，疼痛視覺(jué)模擬量表（VAS）評(píng)分和日本骨科學(xué)會(huì)（JOA）評(píng)分也較訓(xùn)練前顯著改善。以上結(jié)果表明，腰部肌肉訓(xùn)練可減輕患者下腰痛癥狀、減少多裂肌萎縮，改善多裂肌的耐疲勞性和雙側(cè)多裂肌功能的不平衡性。

多裂肌萎縮是腰椎后路手術(shù)的常見(jiàn)并發(fā)癥，其主要機(jī)制以缺血和失神經(jīng)支配為主［38-39］。在傳統(tǒng)的腰椎后路開(kāi)放手術(shù)中，為了更好地暴露手術(shù)視野，一般切口較大，術(shù)中廣泛剝離牽拉椎旁肌，對(duì)肌肉組織造成嚴(yán)重且廣泛的電灼傷、切割傷、牽拉傷及失神經(jīng)性損傷，且對(duì)其血運(yùn)造成嚴(yán)重破壞，手術(shù)本身也對(duì)后方骨性-韌帶復(fù)合體結(jié)構(gòu)造成破壞，這些情況均可導(dǎo)致多裂肌萎縮［40］。因此，如何在腰椎后路手術(shù)中保護(hù)多裂肌，減少對(duì)椎旁肌的損傷也成為臨床中關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。

庫(kù)瓦提等［41］比較經(jīng)椎間孔入路腰椎椎間融合術(shù)（TLIF）與微創(chuàng)TLIF（MIS-TLIF）術(shù)中對(duì)多裂肌的影響發(fā)現(xiàn)，MIS-TLIF術(shù)后患者的VAS評(píng)分與ODI均顯著優(yōu)于TLIF患者，多裂肌萎縮程度也顯著低于TLIF患者，該研究結(jié)果也得到了牟海頻等［40］的證實(shí)。陳宣煌等［39］通過(guò)比較小切口椎旁肌間隙入路和傳統(tǒng)開(kāi)放腰椎后路融合術(shù)發(fā)現(xiàn)，小切口椎旁肌間隙入路組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、術(shù)后引流量、術(shù)后VAS評(píng)分、ODI、多裂肌CSA和脂肪浸潤(rùn)的影像學(xué)參數(shù)都顯著優(yōu)于傳統(tǒng)開(kāi)放組。MIS-TLIF和小切口椎旁肌間隙入路等微創(chuàng)手術(shù)方式，避免了大范圍剝離和牽拉多裂肌，對(duì)肌肉的血供破壞較少，并且減少了對(duì)脊柱后方結(jié)構(gòu)的破壞，在一定程度上減少了對(duì)多裂肌支配神經(jīng)的損傷。此外，有文獻(xiàn)［42］報(bào)道，椎旁肌對(duì)腰椎融合術(shù)后腰椎整體的穩(wěn)定性具有重要的作用，椎旁肌CSA減小以及脂肪浸潤(rùn)程度增加可能是導(dǎo)致術(shù)后鄰椎病發(fā)生的重要因素，其中以多裂肌萎縮的影響最為明顯。

因此，科學(xué)的腰部鍛煉和合理的手術(shù)方式對(duì)減少多裂肌萎縮，改善患者下腰痛等臨床癥狀具有重要意義。

4 總結(jié)與展望

多裂肌作為腰椎穩(wěn)定性的重要來(lái)源，其影像學(xué)評(píng)價(jià)體系不一致，不同的研究結(jié)果難以比較，所以影像學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)以肌肉功能及臨床適用性為主，建立統(tǒng)一客觀的影像學(xué)評(píng)價(jià)體系。多裂肌萎縮機(jī)制是多方面的，并且與腰椎退行性疾病關(guān)系密切，對(duì)其萎縮的改善應(yīng)從多方面考慮，才能獲得較好的臨床治療效果。腰椎手術(shù)會(huì)對(duì)多裂肌造成損傷，選擇合適的手術(shù)方式對(duì)多裂肌進(jìn)行保護(hù)顯得更為重要；同時(shí)，腰背部肌肉鍛煉在一定程度上可減少多裂肌的萎縮，緩解疼痛，可作為下腰痛臨床治療的一部分。此外，由于多裂肌與腰椎在解剖和功能上密切相關(guān)，未來(lái)需要更多的臨床研究來(lái)探討多裂肌萎縮與個(gè)體、手術(shù)和退行性腰椎疾病的關(guān)系，為臨床更好地治療下腰痛提供依據(jù)和指導(dǎo)。