椎旁肌退變失平衡與退變性腰椎滑脫的相關分析*1

王慶鵬 溫進杰 邵 鵬 王崇禧

( 煙臺市萊陽中心醫(yī)院, 山東 萊陽 265200 )

退變性腰椎滑脫(degenerative lumbar spondylolisthesis,DLS)是脊柱外科常見的腰椎退行性疾病之一,發(fā)生率約3.5 % -17.3%,好發(fā)于中老年人,年齡多為45 -75 歲,伴隨著年齡增大其發(fā)生率逐漸升高,發(fā)生率男女不同,女性高于男性,影像學特征是相鄰椎體在矢狀位上向前或向后位移[1]。 退變性腰椎滑脫因其腰椎峽部完整,所以臨床共識認為退變性腰椎滑脫的發(fā)生的病因與峽部裂性腰椎滑脫不同。 臨床表現(xiàn)多以慢性下腰痛為主,并且有時合并單側(cè)或雙側(cè)下肢放射痛[2]。 對于退變性腰椎滑脫發(fā)生、發(fā)展過程的研究目前多聚集在相鄰椎體椎間隙高度丟失、椎間盤退變、腰椎突關節(jié)的方向性和不對稱性等方面,其發(fā)生的危險因素還包括性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)等,但是這些因素因研究結(jié)果差異大,仍有爭議[3]。 因此,對于退變性腰椎滑脫的發(fā)病機制仍存在很大爭議,需要進一步的研究來探索。 在上世紀末Panjabi[4]等通過研究發(fā)現(xiàn)脊柱的穩(wěn)定由脊柱、附著的肌肉和控制肌肉收縮的神經(jīng)系統(tǒng)共同維持,因此將維持脊柱穩(wěn)定性的結(jié)構根據(jù)功能不同分成3 個系統(tǒng):(1) 被動穩(wěn)定系統(tǒng);(2) 主動穩(wěn)定系統(tǒng);(3) 神經(jīng)控制穩(wěn)定系統(tǒng)。 在此基礎上,近幾年來,對于椎旁肌在維持腰椎穩(wěn)定性中的作用受到越來越多的重視,相關研究逐漸增多。 腰椎椎旁肌主要包括后方多裂肌和豎脊肌、椎體兩側(cè)腰大肌。 因解剖原因,既往的研究多集中在多裂肌的退變,認為在維持腰椎穩(wěn)定性上因多裂肌肥大和最靠近中線,所以起主要作用,而把椎旁肌作為一個整體作為研究對象,其對退變性腰椎滑脫的影響研究較少。 椎旁肌的退變程度在研究中多以椎旁肌的影像學上(核磁共振或CT)橫截面面積來代替,橫截面積大,椎旁肌退變程度輕,橫截面積小,則椎旁肌退變程度重。 應用核磁共振成像測量椎旁肌橫截面積(cross-sectional area CSA)具有可靠性、重復性和有效性等特點[5-6]。 既往研究多以應用核磁共振成像(MR) 測量椎旁肌橫截面積,因此,本文也通過測量核磁共振影像中腰椎椎旁肌橫截面積(多裂肌、豎脊肌和腰大肌)的大小,來對其在退變性腰椎滑脫中作用進行初步研究。 現(xiàn)報告如下。

臨床資料

1 一般資料:選取我院脊柱外科門診2021 年1月-2021 年11 月就診的慢性腰痛患者85 例并給予腰椎MRI 檢查,分為2組。 對照組42 例,男性13例,女性29 例;年齡40 -66 歲,平均年齡為(53.69±6.71)歲;觀察組43 例,男性11 例,女性32 例;年齡40 -66 歲,平均年齡為(56.56 ±6.99)歲。 2組在性別、年齡等基礎資料方面無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。 (1)觀察組納入標準:慢性腰痛病史＞3 個月且不合并下肢疼痛、麻木;Meyerding 分型為Ⅰ度滑脫;腰4 單節(jié)段的椎體滑脫;年齡40 -66 歲。 (2)對照組納入標準:慢性腰痛病史＞3 個月且不合并下肢疼痛、麻木等臨床癥狀;年齡40 -66 歲。 (3)排除標準:腰痛且合并脊柱側(cè)彎;腰椎峽部裂性滑脫和Meyerding 分型為Ⅱ度及Ⅱ度以上的滑脫;既往有腰椎和腰部軟組織手術史;合并下肢神經(jīng)損傷癥狀;現(xiàn)有腰椎感染和既往有感染病史;腰椎原發(fā)性腫瘤或轉(zhuǎn)移性腫瘤;既往有胸腰椎骨折病史和先天脊柱畸形。

2 椎旁肌截面積的測量:通過我院PACS 影像系統(tǒng)獲得研究對象的腰椎MRI 圖像,選取橫截面上L4/5中間層面T2 加權圖像做為研究對象。 實用Image J 軟件中的閾值技術測量腰大肌、多裂肌、豎脊肌橫截面積(CSA)。 即:調(diào)取的L4/5中間層面T2 加權圖像,通過Image j 軟件測定右側(cè)豎脊肌CSA、右側(cè)腰大肌CSA、右側(cè)多裂肌CSA 和左側(cè)豎脊肌CSA、左側(cè)腰大肌CSA、左側(cè)多裂肌CSA, 由肌肉周圍最近的深筋膜輪廓限定測量肌肉的CSA,見圖1。 所有的數(shù)據(jù)均由2 位經(jīng)培訓后的脊柱外科醫(yī)師獨立測量,根據(jù)測量結(jié)果取平均值。

圖1 棘突兩側(cè)多裂肌輪廓

3 核磁共振設備及掃描序列:核磁共振成像能夠比較直觀的顯示肌肉的形態(tài)學改變,對腰椎周圍肌肉、神經(jīng)、血管及脂肪組織擁有良好的顯影效果。所有納入病例均使用本院飛利浦1.5T(Achieva Nova Dual)磁共振進行腰椎常規(guī)掃描。 T2WI 使用快速自旋回波序列,T1WI 使用自旋回波序列。 掃描層間距4.4mm,軸位厚度4mm。

4 統(tǒng)計學分析:計量資料采用均數(shù)±標準差(±s)描述,計數(shù)資料以例數(shù)(n)進行描述。 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理使用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進行,使用x2檢驗統(tǒng)計推斷組間差異。 觀察組兩側(cè)多裂肌CSA、腰大肌CSA、豎脊肌CSA 和對照組患者兩側(cè)多裂肌CSA、腰大肌CSA、豎脊肌CSA 采用獨立樣本t檢驗,比較其差異性。P＜0.05 時差異有統(tǒng)計學意義。 并計算2組兩側(cè)多裂肌CSA、腰大肌CSA、豎脊肌CSA 退變程度,以退變百分比(%)來表示。

5 結(jié)果

5.1 觀察組多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變程度重的一側(cè)和退變程度輕的一側(cè)橫截面面積的比較:在退變輕的一側(cè)豎脊肌橫截面面積為(808.54 ±272.17) mm2、多裂肌橫截面面積為(712.74 ±175.52) mm2、腰大肌橫截面面積為(936.66 ±211.63) mm2;觀察組退變重的一側(cè)豎脊肌橫截面面積為(689.60 ±233.13)mm2、多裂肌橫截面面積為(638.25 ± 167.60) mm2、腰大肌橫截面面積為(851.55 ±181.73 )mm2,兩側(cè)間進行比較,P值＜0.05,差異性顯著,有統(tǒng)計學意義。 見表1。

表1 觀察組多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變程度重的一側(cè)和退變程度輕的一側(cè)橫截面面積的比較(±s,mm2)

表1 觀察組多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變程度重的一側(cè)和退變程度輕的一側(cè)橫截面面積的比較(±s,mm2)

觀察組 多裂肌 豎脊肌 腰大肌退變重 638.25 ±167.60 689.60 ±233.13 851.55 ±181.73退變輕 712.74 ±175.52 808.54 ±272.17 936.66 ±211.63 t 值 2.01 2.17 2.01 P 值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

5.2 對照組多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變程度重的一側(cè)和退變程度輕的一側(cè)橫截面面積的比較:對照組退變程度重的一側(cè)椎旁肌的橫截面面積分別是多裂肌橫截面面積為(727.02 ±194.37)mm2、豎脊肌橫截面面積為(979.71 ±240.04)mm2、腰大肌橫截面面積為(982.31 ±298.82)mm2,退變程度輕的一側(cè)椎旁肌的橫截面面積分別是多裂肌橫截面面積為(801.04±223.04)mm2、豎脊肌橫截面面積為(1081.11 ±243.46) mm2、腰大肌橫截面面積為(1077.83 ±313.56)mm2,兩側(cè)數(shù)據(jù)進獨立樣本t檢驗,P值＞0.05,無顯著差異性,無統(tǒng)計學意義。 見表2。

表2 對照組多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變程度重的一側(cè)和退變程度輕的一側(cè)橫截面面積的比較(±s,mm2)

表2 對照組多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變程度重的一側(cè)和退變程度輕的一側(cè)橫截面面積的比較(±s,mm2)

對照組 多裂肌 豎脊肌 腰大肌退變重 727.02 ±194.37 979.71 ±240.04 982.31 ±298.82退變輕 801.04 ±223.04 1081.11 ±243.46 1077.83 ±313.56 t 值 1.62 1.92 1.42 P 值 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05

5.3 觀察組、對照組多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變兩側(cè)退變程度百分比分布情況比較:在對照組和觀察組腰椎左右兩側(cè)的多裂肌、豎脊肌、腰大肌都存在退變不平衡的狀態(tài)。 觀察組多裂肌橫截面積百分比(%)情況:0% -10%組為53%、10% -20%組為40%、＞20%組為7%,兩側(cè)豎脊肌橫截面積百分比(%)情況:0% -10% 組為44%、10% -20% 組為33%、＞20%組為10%,兩側(cè)腰大肌橫截面積百分比(%)情況:0% -10% 組為63%、10% -20% 組為35%、＞20%組為1%;對照組兩側(cè)多裂肌橫截面積百分比(%)情況:0% -10%組為64%、10% -20%組為31%、＞20%組為5%,兩側(cè)腰大肌橫截面積百分比(%)情況:0% -10%組為67%、10% -20%組為26%、＞20%組為7%,兩側(cè)豎脊肌橫截面積百分比(%)情況:0% -10%組為52%、10% -20%組為45%、＞20%組為3%;對照組的脊柱兩側(cè)多裂肌橫截面積、豎脊肌橫截面積和腰大肌橫截面積百分比在0% -10%組占比高于觀察組。 見表3、表4。

表3 觀察組多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變兩側(cè)退變程度百分比分布情況(n,%,n=43)

表4 對照組多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變兩側(cè)退變程度百分比分布情況比較(n,%,n=42)

討 論

腰椎穩(wěn)定性是指在各種不同負荷情況下腰部脊柱結(jié)構維持正常功能狀態(tài)和關系的能力,而退變性腰椎滑脫是腰椎不穩(wěn)定最常見的臨床表現(xiàn)。 脊柱的穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構包括2 個方面,即動力狀態(tài)下穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構和靜止狀態(tài)下穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構。 動力狀態(tài)下穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構主要指脊柱旁肌肉;靜止狀態(tài)下穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構主要包括椎間盤、椎體、關節(jié)突關節(jié)和周圍韌帶等。 兩者相互協(xié)調(diào)作用,維持脊柱在各種不同負荷狀態(tài)下的穩(wěn)定。 脊柱穩(wěn)定性維持椎旁肌具有十分重要的作用(7)。 在10 -20 年前國內(nèi)外學者在實驗室觀察到[8-9],將椎旁肌完全剔除,只保留椎間盤、椎體、韌帶等結(jié)構,腰椎承受機體的垂直壓縮負荷明顯降低,以此證明椎旁肌在維持脊柱穩(wěn)定中有非常重要的作用。 因此本研究將椎旁肌退變失平衡作為影響脊柱穩(wěn)定性的主要因素來進行相關研究。

鄰近脊柱周圍多個肌群統(tǒng)稱為椎旁肌。 腰椎椎旁肌主要包括腰大肌、多裂肌、髂肋肌、最長肌和棘肌,其中由髂肋肌、最長肌和棘肌組成豎脊肌。 脊柱的失穩(wěn)多發(fā)生在腰椎,因此,多裂肌、腰大肌和豎脊肌成為臨床研究的主要對象,也是研究熱點,同時也是本研究的主要研究對象。 腰大肌在腹膜背側(cè),與后腹膜及腰椎椎體相接,肌纖維由內(nèi)上向外下方行走于胸12 -腰4 椎體和橫突之間,形成的梭形肌肉,止于股骨小轉(zhuǎn)子,但是腰大肌肌纖維在L5/S1椎間盤、腰5 椎體、附件沒有附著點[10-11],腰大肌的主要作用是使腰椎前屈和側(cè)屈。 多裂肌位于棘突與腰最長肌中間,是腰椎和骶椎椎旁肌群中最肥大的肌肉,也是和脊柱接觸面最多的肌肉。 Rosatelli[12]等研究發(fā)現(xiàn),多裂肌在腰段分深、中、 淺3 層,起始于乳突斜向內(nèi)上,跨2 個椎體止于棘突。 主要作用是旋轉(zhuǎn)和后伸背部,并協(xié)同維持脊柱的穩(wěn)定性和腰椎前凸[13]。研究發(fā)現(xiàn)多裂肌是維持腰4 和腰5 節(jié)段穩(wěn)定最重要的肌肉,也是發(fā)生腰椎失穩(wěn)是最先發(fā)生反應的肌肉[14-15]。 豎脊肌緊鄰多裂肌,在其外側(cè),發(fā)自髂嵴后部、骶骨背面和腰椎棘突,肌束由內(nèi)下向外上延伸,止于棘突、頸椎和胸椎橫突、肋骨肋角下緣等[16-17],由外向內(nèi)逐漸分為3 塊并列縱行肌肉,由外向內(nèi)分別是髂肋肌、最長肌和棘肌。 腰段髂肋肌位于最外側(cè),起始于腰1 -腰5 橫突尖部及胸腰筋膜內(nèi)側(cè)部分,止于肋骨[18],其主要作用使脊柱側(cè)屈和后伸,和多裂肌配合可以平衡軀干旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的屈曲作用。 因此在椎旁肌解剖結(jié)構和功能上看,椎旁肌是維持脊柱的動態(tài)平衡的重要因素。 椎旁肌在維持脊柱動力性狀態(tài)下穩(wěn)定性方面有非常重要的作用。既往許多研究發(fā)現(xiàn)椎旁肌退變和腰椎退變性疾病關系密切[19-21]。 既往對椎旁肌退變的研究多集中在多裂肌、特別是多裂肌對退變性腰椎滑脫的影響[22-24],但是對脊柱兩側(cè)椎旁肌退變的失平衡(椎體兩側(cè)椎旁肌退變程度不一致)對退變性腰椎滑脫的影響研究較少。 正常人體兩側(cè)椎旁肌大致對稱,Marras[25]等在研究30 個既往無腰痛史的青少年樣本中發(fā)現(xiàn)豎脊肌的橫截面積在各腰椎平面沒有差異,Hyun[26]等在2007 年報道說正常健康人群中,左右兩側(cè)多裂肌橫截面積基本相同。 因此,研究椎旁肌兩側(cè)退變的失平衡對退變性腰椎滑脫的影響有顯著意義,也是進行本研究的原因之一。 Wan Q[27]等研究發(fā)現(xiàn)腰背痛患者健側(cè)多裂肌和豎脊肌的橫截面積都明顯＞慢性疼痛側(cè)多裂肌和豎脊肌橫截面積,其研究工具也是核磁共振圖像,研究工具和結(jié)論和本研究一致,即在腰背痛患者中兩側(cè)豎脊肌、多裂肌、腰大肌的橫截面積不完全相等,存在兩側(cè)椎旁肌退變的失平衡,但是橫截面積相差大多不超過10%,在統(tǒng)計學上無明顯差異。 在本研究中我們發(fā)現(xiàn),在觀察組,腰椎多裂肌、豎脊肌、腰大肌的橫截面積有明顯差異性且有統(tǒng)計學意義,腰大肌橫截面面積相差大多＜10%,多裂肌橫截面面積和豎脊肌橫截面面積相差大多＞10%以上。 Niemel?inen R[28]等提議腰椎同水平椎旁肌的橫截面將作為腰椎滑脫的病理學指標,并且認為椎旁肌橫截面積兩側(cè)相差＞10%可能有臨床意義,還有學者采用超聲檢查發(fā)現(xiàn),健康人腰椎同一橫斷面上兩側(cè)多裂肌橫截面積存在一定程度的差異性,并且認為多裂肌同一橫斷面上左右兩側(cè)差異性＞10% 是影響腰椎不穩(wěn)的危險因素[29-30]。 以上和我們的研究結(jié)果相一致,因此,我們推斷多裂肌、豎脊肌、腰大肌退變失平衡是引起退變性腰椎滑脫的重要原因,且多裂肌、豎脊肌退變失平衡起重要作用。

綜上所述,椎旁肌是維持脊柱穩(wěn)定的重要因素,椎旁肌退變失平衡可能是引起退變性腰腿滑脫的原因,但是本研究在數(shù)據(jù)測量、病例數(shù)量等方面難以避免的誤差及不足,會對結(jié)果產(chǎn)生一定程度的影響。因此研究結(jié)果還需要更加完善的研究設計來進一步證實。