椎旁肌損傷在腰椎椎管狹窄癥中的研究進(jìn)展

張志國(guó)，張鐘巍，常 峰

1.山西醫(yī)科大學(xué)第五臨床醫(yī)學(xué)院，太原 030012

2.山西省人民醫(yī)院骨科，太原 030012

隨著人口老齡化，腰椎退行性疾病的發(fā)生率呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。腰椎椎管狹窄癥（LSS）是最常見(jiàn)的腰椎退行性疾病之一［1］，患者主訴腰骶部及下肢疼痛，并伴間歇性跛行。椎旁肌作為椎體后方的重要結(jié)構(gòu)，對(duì)腰椎的穩(wěn)定和運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要。椎旁肌損傷是脊柱后路手術(shù)的常見(jiàn)并發(fā)癥［2］，損傷的肌肉最終會(huì)變成不會(huì)收縮的結(jié)締組織，導(dǎo)致椎旁肌力量降低［3］，加重LSS患者腰痛程度［4］，根據(jù)持續(xù)時(shí)間分為急性（＜ 4周）、亞急性（4～ 12周）和慢性（＞ 12周）腰痛［5］。本文通過(guò)查閱椎旁肌與LSS的相關(guān)研究，從椎旁肌的生物力學(xué)、椎旁肌損傷的組織學(xué)改變和影像學(xué)評(píng)價(jià)、腰椎融合術(shù)對(duì)椎旁肌的損傷等方面展開(kāi)分析，綜述如下。

1 椎旁肌的生物力學(xué)

椎旁肌作為脊柱的穩(wěn)定系統(tǒng)，在維持矢狀面平衡中起著十分重要的作用。矢狀面平衡是指?jìng)€(gè)體能夠以最小的肌肉力量保持穩(wěn)定的站立位置［6］。當(dāng)LSS 患者的椎旁肌發(fā)生損傷時(shí)，會(huì)使肌肉失去原有的形態(tài)和功能。隨著時(shí)間的推移，發(fā)生變化的肌肉可能會(huì)引起脊柱結(jié)構(gòu)的變化和腰椎活動(dòng)度改變，從而導(dǎo)致脊柱應(yīng)力改變，最終出現(xiàn)矢狀面失衡。Wu等［7］的研究表明，LSS 患者脊柱應(yīng)力改變與腰痛的嚴(yán)重程度相關(guān)。也有研究［8-9］顯示，矢狀面失衡是引起腰背部疼痛的危險(xiǎn)因素之一。為了更直觀(guān)地反映矢狀面失衡后椎旁肌肉的變化情況，Han 等［10］通過(guò)前瞻性研究建立椎旁伸肌耐力試驗(yàn)（PEMET）分類(lèi)系統(tǒng)，證明LSS 患者的椎旁肌耐力與生活質(zhì)量及脊柱-骨盆矢狀面排列相關(guān)。因此，椎旁肌耐力較差的LSS 患者可能出現(xiàn)身體姿勢(shì)的傾斜，從而導(dǎo)致脊柱整體矢狀面失衡。

2 椎旁肌損傷

2.1 組織學(xué)改變

Cho 等［3］通過(guò)建立大鼠慢性椎旁肌損傷動(dòng)物模型，在術(shù)后第4、8 和12 周處死大鼠，行組織學(xué)檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，術(shù)后12 周椎旁肌組織中可見(jiàn)肌肉壞死和纖維化。有研究［11-12］發(fā)現(xiàn)，成纖維/成脂祖細(xì)胞（FAPs）和衛(wèi)星細(xì)胞（SCs）在損傷的椎旁肌中表達(dá)增加。前者是一種以血小板源性生長(zhǎng)因子受體α（PDGFRα）表達(dá)為特征的肌肉干細(xì)胞子集；后者是肌肉中主要的肌源性祖細(xì)胞。它們?cè)诩∪庠偕⒅窘?rùn)和肌肉纖維化中起重要作用。當(dāng)肌肉發(fā)生損傷后，F(xiàn)APs 迅速增殖并產(chǎn)生SCs 的促分化信號(hào)，這些信號(hào)加快了新SCs 肌管形成的速率，并初步幫助整體肌肉再生。然而，在FAPs 快速擴(kuò)張和短暫的發(fā)揮肌原生成功能后，繼續(xù)向脂肪細(xì)胞和成纖維細(xì)胞分化，成為肌肉脂肪浸潤(rùn)和纖維化的主要貢獻(xiàn)者［13-14］。Agha 等［15］對(duì)損傷的椎旁肌進(jìn)行組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)，在損傷椎旁肌中尤其是多裂肌中含有大量不同基因表達(dá)譜的FAPs和SCs。

2.2 影像學(xué)評(píng)價(jià)

隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，影像學(xué)評(píng)價(jià)在椎旁肌的研究中備受關(guān)注。醫(yī)學(xué)影像技術(shù)不僅具有非侵入性的特點(diǎn)，而且還可提供椎旁肌的橫截面積、脂肪浸潤(rùn)、脂肪密度等信息［16-17］。椎旁肌損傷在影像學(xué)中常表現(xiàn)為肌肉萎縮和脂肪浸潤(rùn)［18-19］。早期的MRI 技術(shù)更多地使用橫斷面T2 加權(quán)掃描。近年來(lái)，MRI 已經(jīng)能夠通過(guò)閾值分割技術(shù)很好地區(qū)分肌肉和脂肪組織，從而更好地評(píng)估椎旁肌的脂肪浸潤(rùn)程度［20］。椎旁肌中脂肪含量增加是脂肪浸潤(rùn)的表現(xiàn)。有研究［21］表明，MRI 評(píng)估的椎旁肌脂肪浸潤(rùn)嚴(yán)重程度與LSS 患者腰痛之間存在相關(guān)性。也有研究［22］表明，椎旁肌脂肪浸潤(rùn)可作為癥狀性L(fǎng)SS 患者術(shù)后臨床療效和康復(fù)的預(yù)測(cè)因子，影響治療決策。Goutallier 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)最初用于CT 上對(duì)肩袖肌肉中脂肪浸潤(rùn)的嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí)，后被用于評(píng)估MRI 上不同解剖位置肌肉的脂肪浸潤(rùn)，包括椎旁?。?8］。Mandelli 等［19］采用Goutallier 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)有癥狀的LSS 患者椎旁肌脂肪浸潤(rùn)進(jìn)行定性評(píng)估，通過(guò)Image 圖像分析軟件，測(cè)量了L1～5每側(cè)棘旁肌的橫截面積，包括多裂肌和豎脊肌（最長(zhǎng)肌和髂肋?。约白刁w的橫截面積，最終得出Goutallier 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)估有癥狀LSS 患者椎旁肌脂肪浸潤(rùn)的可靠工具。在最近的研究中，Banitalebi 等［18］提出一種新的脂肪浸潤(rùn)評(píng)估方法，即簡(jiǎn)化肌肉脂肪指數(shù)（MFI），其基于常規(guī)腰椎MRI 檢查的橫斷面T2加權(quán)像上測(cè)量的椎旁肌和腰肌的信號(hào)強(qiáng)度。MFI 與Goutallier 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比，無(wú)須使用第三方軟件，這使得MFI 在臨床中的實(shí)用性大大增加，也減少了軟件測(cè)量所帶來(lái)的誤差。椎旁肌是人體最細(xì)長(zhǎng)的肌肉之一，某一切片中的肌肉橫截面可能無(wú)法反映整個(gè)肌肉的情況［23］，通過(guò)MRI 三維重建可以描述LSS患者的肌肉體積、肌肉脂肪浸潤(rùn)和椎管體積，從而評(píng)估整體椎旁肌質(zhì)量［24-25］。

3 腰椎融合術(shù)與椎旁肌損傷

多裂肌是最內(nèi)側(cè)的椎旁肌，也是脊柱后方的核心肌肉之一，其結(jié)構(gòu)完整性對(duì)維持脊柱穩(wěn)定性和屈伸活動(dòng)起著關(guān)鍵作用［26］。腰椎融合術(shù)會(huì)使多裂肌結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致如脊柱僵硬、鄰近節(jié)段退行性變加速和慢性腰痛等問(wèn)題［27］。此外，手術(shù)創(chuàng)傷和固定節(jié)段肌肉的失用還可導(dǎo)致多裂肌體積的減小。

后路腰椎椎間融合術(shù)（PLIF）被廣泛應(yīng)用于LSS的治療。PLIF 視野充分，可直視下完成神經(jīng)根和硬膜囊減壓，有效緩解腰痛癥狀；此外，PLIF 椎間植骨接觸面大，改善了負(fù)荷分擔(dān)，并為神經(jīng)元的完全減壓提供了足夠的通路。然而，PLIF 手術(shù)切口長(zhǎng)，術(shù)中廣泛剝離、長(zhǎng)時(shí)間牽拉肌肉，影響肌肉的血供和神經(jīng)支配，降低椎體活動(dòng)能力，增加鄰近椎體退行性變，導(dǎo)致椎旁肌萎縮、脂肪浸潤(rùn)和頑固性腰痛［28］。經(jīng)椎間孔入路腰椎椎間融合術(shù)（TLIF）由Harms 等［29］在PLIF 的基礎(chǔ)上改良而成，其通過(guò)單側(cè)入路部分或完全切除患側(cè)小關(guān)節(jié)，充分切除病變椎間盤(pán)的同時(shí)保留了對(duì)側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)和肌肉等正常結(jié)構(gòu)，具有創(chuàng)傷小、術(shù)后脊柱穩(wěn)定性高的優(yōu)勢(shì)［30］。然而，術(shù)中為了獲取手術(shù)操作空間和手術(shù)視野，須切除責(zé)任節(jié)段上下關(guān)節(jié)突、部分椎板及其上附著的肌肉組織。隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)oley等［31］在TLIF 的基礎(chǔ)上提出微創(chuàng)TLIF（MIS-TLIF），采用Wiltse 入路，對(duì)腰椎創(chuàng)傷較小，可有效保護(hù)椎旁肌，避免嚴(yán)重的椎旁肌損傷或椎旁肌失神經(jīng)［32-34］。裘劍如等［35］的研究表明，微創(chuàng)術(shù)式較傳統(tǒng)開(kāi)放術(shù)式具有切口小、組織損傷少、康復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，術(shù)后早期患者全身炎性反應(yīng)更輕，對(duì)多裂肌的干擾更小。

近年來(lái)，隨著醫(yī)療技術(shù)和器械的不斷發(fā)展，Heo 等［36］于2017 年首次報(bào)道了單側(cè)雙通道脊柱內(nèi)窺鏡（UBE）技術(shù)在腰椎融合術(shù)中的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的微創(chuàng)術(shù)式不同，UBE 技術(shù)有獨(dú)立的成像和操作系統(tǒng)，通過(guò)逐步擴(kuò)大導(dǎo)管和持續(xù)鹽水沖洗，為操作者創(chuàng)造了多層次的工作空間，從而提供了更多的肌肉組織和骨骼結(jié)構(gòu)的可視化。UBE 技術(shù)高度的靈活性和開(kāi)放的手術(shù)視野，有助于脊柱外科醫(yī)師進(jìn)行精確的操作［37-38］。單側(cè)雙通道內(nèi)窺鏡下腰椎椎間融合術(shù)（UBE-LIF）作為一種新型的微創(chuàng)術(shù)式，其結(jié)合了開(kāi)放手術(shù)和傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在高清視野下進(jìn)行手術(shù)操作，可更加有效地保護(hù)椎旁?。?9］。

然而，腰椎融合手術(shù)過(guò)程中不可避免地對(duì)椎旁肌造成醫(yī)源性損傷，其與術(shù)后患者腰痛的發(fā)生相互影響。融合術(shù)后硬膜失去后方結(jié)構(gòu)的保護(hù)，隨著術(shù)后肌肉組織的瘢痕愈合，很容易發(fā)生瘢痕粘連，導(dǎo)致術(shù)后腰痛的發(fā)生。因此，有學(xué)者［40］提出人工椎板，理論上可以防止硬膜囊與周?chē)：奂∪饨M織的粘連，降低患者術(shù)后腰痛的發(fā)生，但其可行性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

椎旁肌作為椎體后方的重要結(jié)構(gòu)，在穩(wěn)定腰椎方面有著至關(guān)重要的作用。對(duì)于不合并腰椎滑脫或脊柱側(cè)凸的單節(jié)段LSS，微創(chuàng)術(shù)式能夠解決絕大多數(shù)患者的癥狀，術(shù)中可減少對(duì)椎旁肌的損傷，緩解患者術(shù)后腰部疼痛［41］。但目前尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道微創(chuàng)手術(shù)能全面替代傳統(tǒng)開(kāi)放術(shù)式。因此，傳統(tǒng)開(kāi)放式手術(shù)在很多方面仍是經(jīng)典的、不可替代的，尤其在基層醫(yī)院。對(duì)于LSS患者，需要進(jìn)行何種手術(shù)干預(yù)，目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。需要結(jié)合患者病情、查體及影像學(xué)資料綜合考量后擬訂手術(shù)方案。隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時(shí)代的到來(lái)，在新型醫(yī)療器械及機(jī)器人的輔助下，期待更加微創(chuàng)的融合術(shù)式以進(jìn)一步減少對(duì)椎旁肌的損傷。

目前，關(guān)于LSS患者椎旁肌損傷后引起的腰痛，其具體機(jī)制仍不明確。LSS 患者椎旁肌損傷的情況主要通過(guò)影像學(xué)手段來(lái)評(píng)估，針對(duì)其相關(guān)基因的表達(dá)、生化檢測(cè)指標(biāo)和病理學(xué)等研究較少，可作為未來(lái)的研究方向。此外，如何改善術(shù)后椎旁肌強(qiáng)度、減輕椎旁肌脂肪浸潤(rùn)、減少椎旁肌瘢痕愈合，以及椎旁肌損傷后的腰痛機(jī)制，也值得進(jìn)一步研究。