重視腰椎疾病患者人群的椎旁肌退行性改變

丁浚哲 魯世保 孔超

椎旁肌作為脊柱的重要動力來源和穩(wěn)定器，其功能狀態(tài)與脊柱的退行性改變密切相關(guān)。在腰椎退變性疾病患者人群中，椎旁肌退變是一種常見而顯著的現(xiàn)象，需要得到臨床工作者的關(guān)注。在研究腰椎退行性改變的同時，需要重視腰椎椎旁肌退變在整體腰椎退變進程中的作用，并在此基礎(chǔ)上進行針對椎旁肌的干預和保護，以獲得更滿意的腰椎疾病預后。筆者通過對腰椎椎旁肌退行性改變的特點及其影響因素的探討，希望為腰椎椎旁肌的進一步研究提供幫助。

一、椎旁肌的解剖、生理功能和退行性改變

椎旁肌是鄰近脊柱四周多個肌群的總稱，分為前群和后群，前群主要包括髂腰肌、腰方?。缓笕褐饕ǘ嗔鸭?、豎脊肌；其中豎脊肌由髂肋肌、骶棘肌、最長肌三者組成。前群與后群椎旁肌在肌束方向、神經(jīng)支配、肌纖維組成、生物力學效應等方面具有較大差異[1-2]。因此，前后椎旁肌群的退行性改變進程和在腰椎疾病中所起到的作用并不相同，在對椎旁肌進行研究和評估時，需要將前后群分別進行討論。在后群椎旁肌中，多裂肌和豎脊肌是最主要的肌群，也是臨床研究的主要對象。盡管兩者的解剖位置相近，甚至在影像學上較難區(qū)分邊界，但其肌束方向和神經(jīng)支配并不一致。尸體解剖結(jié)果表明，多裂肌肌束為斜向外側(cè)走行，而豎脊肌肌束基本平行于身體長軸。健康人群腰大肌和多裂肌橫截面積(cross sectional area，CSA )由上腰椎向下逐漸增大，而豎脊肌CSA 逐漸減小[3]。多裂肌為節(jié)段性分布，行程較短，脂肪化程度較高；多裂肌主要由三個行程較長的軀干背側(cè)深面肌群組成，脂肪化程度較低。同時，在頸、胸、腰椎節(jié)段形態(tài)存在較大差異。既往的臨床研究往往并未對椎旁肌中的不同肌群做細分，隨著對于椎旁肌理解和認識的進展，越來越多的研究傾向于獨立分析各個椎旁肌群的獨特生理功能和病理改變特點。

針對無癥狀人群椎旁肌的研究表明，隨著年齡的增加，椎旁肌出現(xiàn)退行性改變，包括由于肌源性成體干細胞分化為脂肪細胞，導致肌肉體積減小和脂肪浸潤[4-5]；后者在影像學上主要表現(xiàn)為CT 密度值減小和MRI 非肌纖維組織信號面積增加[6-7]。其退行性改變過程的進展受多方面因素的影響，并與腰痛、脊柱平衡和手術(shù)預后及并發(fā)癥相關(guān)[8-9]。椎旁肌退變在老年人群，尤其是腰椎退變性疾病患者人群中的常見和顯著現(xiàn)象，對于椎旁肌退變的更進一步認識以及在此基礎(chǔ)上的干預措施，具有不可忽視的臨床意義。

二、椎旁肌的影像學測量方法

目前，影像學測量是臨床最為常用的椎旁肌評估方法，相比其它方法，具有簡便、無創(chuàng)、可重復性好等優(yōu)勢，能夠較為可靠地獲得椎旁肌的形態(tài)、體積/ 橫截面積、脂肪化程度、損傷情況等結(jié)果。影像學上對于椎旁肌測量方法主要包括MRI、CT 和超聲；測量指標包括CSA (MRI、CT、超聲)、密度( CT HU 值)，脂肪化程度(半定量和定量)。

在影像學上，椎旁肌退變表現(xiàn)為體積減小、CT 密度降低、脂肪化進展[10-11]。其中，CT 可以測量肌肉密度值、CSA 及脂肪浸潤，可重復性好。相比CT，MRI可以測量肌肉CSA，同時通過Threshold 等技術(shù)能夠測量椎旁肌脂肪浸潤程度，評價椎旁肌的退變程度，MRI可靠性高，觀察者間及觀察者內(nèi)的測量一致性好，被廣泛用于椎旁肌退變的評估。Schilling 等[12]同發(fā)現(xiàn)脂肪-水比率的光譜結(jié)果與患者肌肉活檢的組織學結(jié)果有很好的相關(guān)性，認為MR 光譜分析是診斷腰背部肌肉組織代謝性改變的一種新的可采用方法，目前該檢查方法已被越來越多地應用于臨床研究和患者評估。超聲檢查具有簡便可靠、重復性好的特點?？捎米龃笠?guī)模人群的測量和篩查，但超聲對椎旁肌組成和體積的測量效果較差。近年來出現(xiàn)的新的超聲測量方法能夠得到椎旁肌剛度信息，研究表明其與尸體解剖結(jié)果具有良好的一致性，該方法的出現(xiàn)為評估椎旁肌生物力學特性提供了新角度[13]。近年來，新的影像學方法，如醫(yī)學圖像配準融合技術(shù)和MRI 圖譜的自動成像分析算法等的出現(xiàn)，為臨床醫(yī)師研究腰椎椎旁肌退變進程提供了更加高效的工具。隨著影像學的進展，臨床醫(yī)師對于椎旁肌的認識將愈加深入。

三、性別和年齡對椎旁肌退變的影響

目前，研究表明椎旁肌隨衰老出現(xiàn)顯著的退行性改變。在一般人群中，椎旁肌退變及脂肪化水平高于下肢肌肉，其中，腰椎和頸椎椎旁肌脂肪化程度高于胸椎椎旁肌。同時，與下肢肌肉相比，椎旁肌的脂肪化程度具有明顯的年齡相關(guān)性；年齡導致的脂肪化退變在椎旁肌較下肢肌群更顯著[14]。椎旁肌群與四肢肌群的退行性改變并不完全同步。另一方面，椎旁肌存在顯著的性別差異，男性群體平均椎旁肌CSA 較大，脂肪浸潤較少[15-16]。同時，年齡相關(guān)的椎旁肌退變也存在顯著的性別差異。男性椎旁肌隨衰老體積減小較為明顯，而女性椎旁肌功能下降更為顯著[6]。有研究表明，女性絕經(jīng)期后肌肉量出現(xiàn)明顯降低[17]。同時，個體的體育活動水平也與椎旁肌退變的程度相關(guān)。性別和年齡作為影響椎旁肌退變的重要因素，在進行臨床工作中，應注意對不同年齡和性別人群的區(qū)分，采取具有針對性的研究和干預方式。

四、退行性腰椎疾病的影響

作為脊柱穩(wěn)定系統(tǒng)的重要組成部分，椎旁肌在脊柱退行性改變的進程中發(fā)揮重要的影響。同時，椎旁肌退變的進程也隨著脊柱退變性疾病的發(fā)生出現(xiàn)改變。椎旁肌的退行性改變已被證明與多種脊柱退變性疾病有關(guān)，包括椎間盤退變、腰椎滑脫、Modic改變、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎等[11,18]。目前多數(shù)研究的觀點認為椎旁肌退行性改變和腰椎退行性改變互相影響，尚需要大樣本的縱向研究揭示兩者的因果關(guān)系。

1.腰痛及腰椎間盤突出癥：常見的脊柱退變性疾病被認為與椎旁肌退行性改變有關(guān)，包括椎間盤突出癥、慢性腰痛等脊柱疾病。有研究表明腰痛可能導致神經(jīng)肌肉功能改變，引起肌肉萎縮[19-20]。在腰痛患者中觀察到CT 和MRI 顯示的選擇性的多裂肌萎縮，而腰大肌和豎脊肌萎縮不明顯[21]。然而，也有研究得到不一致的結(jié)果，顯示多裂肌在雙側(cè)并未出現(xiàn)顯著的差別[22]。腰椎間盤突出癥(和腰痛)癥狀側(cè)可見多裂肌萎縮，可能是由于多裂肌單側(cè)而節(jié)段性的神經(jīng)支配模式導致的；腰椎間盤突出癥導致的神經(jīng)根壓迫可導致椎旁肌I型和II型纖維萎縮，表現(xiàn)為受累節(jié)段的多裂肌結(jié)構(gòu)改變。多數(shù)研究表明，受腰椎疾病影響側(cè)的椎旁肌相較對側(cè)出現(xiàn)萎縮現(xiàn)象[23-25]。另外，強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)患者的豎脊肌和多裂肌發(fā)生了脂肪變性和萎縮，且與患病時間有關(guān)[26]。慢性腰痛是最常見的主訴之一，在人群中具有很高的發(fā)病率，且往往病程較長，病因多樣。同時，腰痛導致的活動減少以及椎間盤源性神經(jīng)壓迫，都是導致腰椎椎旁肌退變進展的重要因素。因此，及時解除腰痛病因，緩解疼痛癥狀，對于保護腰椎椎旁肌的生理功能具有顯著意義。

2.退變性腰椎滑脫：腰椎滑脫患者可見節(jié)段性多裂肌萎縮；豎脊肌可出現(xiàn)肥大，可能是椎旁肌發(fā)生代償性改變[27-28]。Kalichman 等[11]的研究表明L4椎體水平的豎脊肌的密度下降與該節(jié)段的腰椎滑脫發(fā)生具有顯著正相關(guān)。Hiyama 等[29]在對140例腰椎滑脫和腰椎管狹窄患者的研究中發(fā)現(xiàn)，腰椎滑脫患者群體的腰大肌CSA 與骨盆傾斜角( pelvic tilt，PT )顯著負相關(guān)，表明椎旁肌在維持整體脊柱矢狀位平衡中的作用。

3.脊柱矢狀位失衡：Jun等[30]的研究表明，豎脊肌與多裂肌脂肪退變程度與腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL )丟失、胸椎后凸角( thoracic kyphosis，TK )減小、矢狀位垂直軸(sagittal vertical axis，SVA )增加具有顯著的正相關(guān)性，即表明椎旁肌退行性改變與脊柱矢狀位失平衡之間存在正相關(guān)性，椎旁肌對于脊柱矢狀位平衡的維持具有不可替代的作用。Xia 等[31]對32例退變性脊柱后凸(degenerative spinal kyphosis，DSK )患者進行的研究表明，多裂肌和豎脊肌在維持脊柱矢狀面平衡中具有不同的作用，而腰大肌與矢狀面平衡參數(shù)間沒有顯著的相關(guān)性。

4.成人退變性脊柱側(cè)凸( adult degenerative scoliosis，ADS)：Yagi 等[32]研究了ADS患者椎旁肌CSA 在維持脊柱序列中的意義，結(jié)果顯示，相對與腰椎管狹窄癥患者，ADS患者的腰大肌CSA 和多裂肌CSA 顯著減小；同時，左右側(cè)腰大肌CSA、多裂肌CSA 不對稱程度與側(cè)凸Cobb’s角存在顯著正相關(guān)性，表明了椎旁肌在脊柱冠狀面平衡的維持和糾正中的作用。

總體而言，目前研究的結(jié)果表明，多數(shù)脊柱疾病會對椎旁肌形態(tài)及退行性改變進程造成影響，并且各個椎旁肌群所受到的的影響并不完全相同。同時，由于其與脊柱的密切相關(guān)性，良好的椎旁肌生理功能是預防腰椎退變性疾病和獲得滿意預后的重要條件。

五、總結(jié)與展望

腰椎作為人體軀干及以上載荷的主要支持結(jié)構(gòu)，兼具穩(wěn)固性與活動度。這一生理特性的實現(xiàn)，需要依靠椎旁肌作為動力來源和穩(wěn)定機構(gòu)。目前的研究結(jié)果表明，腰椎椎旁肌退行性改變受多種因素的影響。同時，不同的椎旁肌群具有各自分別的解剖結(jié)構(gòu)和生物力學作用，對于椎旁肌退行性改變的認識需要進一步細分。椎旁肌與脊柱作為在解剖和功能上密切相關(guān)的整體，更進一步認識椎旁肌群的生物力學作用和退變模式，能夠為脊柱外科醫(yī)師提供更多的有效干預手段，為獲得更好的臨床預后提供參考和指導。