退变性腰椎滑脱患者腰部多裂肌退变与腰背痛的相关性研究

王鑫强，贾瑞钢，陈彦影，张维龙

(南京明基医院骨科，南京医科大学附属明基医院骨科，江苏 南京 210019)

退变性腰椎滑脱患者腰部多裂肌退变与腰背痛的相关性研究

王鑫强，贾瑞钢，陈彦影，张维龙

(南京明基医院骨科，南京医科大学附属明基医院骨科，江苏 南京 210019)

目的分析退变性腰椎滑脱患者腰椎多裂肌退变程度与其视觉模拟疼痛评分(visual analogue score，VAS)以及Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index，ODI)的相关性。方法回顾性分析64例患者，男性24例，女性40例；年龄45～84岁，平均(63.02±10.59)岁。通过腰椎MRI测量患者两侧多裂肌平均横截面积与第5腰椎椎体横截面积比值，通过多裂肌内脂肪浸润面积比例将患者分为0、1、2、3共四级，将0、1级患者分为A组，2、3级为B组，并对两组间VAS及ODI评分进行比较，对多裂肌萎缩程度、脂肪浸润分级与VAS、ODI评分进行相关性分析。结果64例患者多裂肌萎缩值平均为(0.78±0.05)。多裂肌脂肪浸润分级为：0级6例，1级11例，2级20例，3级27例。所有患者VAS评分平均(5.3±1.4)分，ODI评分平均(47.1±13.5)%。A组VAS评分平均(4.7±1.9)分，ODI评分平均(33.7±8.6)%。B组VAS评分平均(5.8±1.4)分，ODI评分平均(53.2±9.3)%。A组VAS评分低于B组(P=0.016)，A组ODI评分也低于B组(P=0.009)。多裂肌萎缩值与VAS及ODI评分具有负相关性(r=-0.43，P=0.024；r=-0.49，P=0.004)，而脂肪浸润分级与VAS及ODI评分具有正相关性(r=0.53，P=0.019；r=0.44，P=0.015)。结论退变性腰椎滑脱患者多裂肌退变程度与腰背痛程度存在相关性。严重的多裂肌退变程度预示着更严重的腰背痛及功能障碍。

退变性腰椎滑脱；多裂肌；肌肉萎缩；脂肪浸润；腰背痛

退变性腰椎滑脱(degenerative lumbar spondylolisthesis，DLS)是一种常见的腰椎退行性疾病，在45～75岁人群中的发生率约为3.5%～17.3%[1]。其主要症状为因腰椎不稳所导致的腰背痛，当腰椎滑脱造成神经根卡压则可出现下肢痛及坐骨神经痛症状。腰椎椎旁肌肉在维持腰椎正常活动和稳定性中起着非常重要的作用，其中多裂肌对于维持椎体间动态稳定性最为重要，约占总体的2/3，远高于骶棘肌及腰大肌等其他椎旁肌[2]。研究表明，在慢性非特异性腰痛患者中多裂肌的萎缩及脂肪浸润程度与腰痛程度、功能障碍程度呈正相关[3-4]。日常临床工作中，通常只以椎骨相对的滑移程度来评估椎体滑脱的严重程度，而忽视了椎旁肌等软组织在维持脊柱稳定性中的重要作用。为了明确退变性腰椎滑脱患者腰椎MRI评估多裂肌退变程度与临床症状严重程度之间的关系，本研究对退变性腰椎滑脱患者采用腰椎MRI评估多裂肌退变程度，并与其视觉模拟疼痛评分(visual analogue score，VAS)以及Oswestry功能障碍指数(oswestry disability index，ODI)进行相关性分析。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2014年1月至2016年12月我院就诊的退变性腰椎滑脱患者。纳入标准：a)年龄大于45岁；b)单节段退变性滑脱；c)具有腰椎MRI、VAS评分及ODI评分等资料。排除标准：a)峡部裂性腰椎滑脱；b)合并脊柱畸形；c)合并神经根损害症状；d)既往有腰椎炎症性疾病病史；e)既往有腰椎骨折病史；f)既往有腰椎手术史。

1.2 多裂肌萎缩程度的评估 通过我院PACS系统获得患者腰椎MRI图像并选取横截面上第5腰椎层面T2加权图像。使用图像处理软件Image J 1.50i(美国国立卫生研究院网站提供免费下载，网址https：//imagej.nih.gov/ij/download.html)在多裂肌轮廓上勾勒不规则曲线并记录其面积数值(见图1)。对每例患者均分别测量两侧多裂肌横截面积并取平均值。同时以同样方法测量该患者第5腰椎椎体横截面积作为基准值。参考Zotti等[5]的评估方法，用多裂肌横截面积的平均值与第5腰椎椎体横截面积的比值反映多裂肌的萎缩程度，其数值越小表示萎缩程度越严重。

注： 1号图形为右侧多裂肌，面积为4 0242号图形为左侧多裂肌，面积为3 687；平均值为3 855.53号图形为L5椎体，面积为4 862。两者比值约为0.79

图1 多裂肌萎缩程度测量方法示意

1.3 多裂肌脂肪浸润程度的评估 同样在患者腰椎MRI横截面第5腰椎水平T2加权图像上采用Kader等[6]的分级标准对多裂肌脂肪浸润程度进行分级评估，0级：正常，无明显脂肪浸润；1级：脂肪浸润面积小于10%；2级：脂肪浸润面积大于10%小于50%；3级：脂肪浸润面积大于50%。分级越高表示多裂肌脂肪浸润程度越严重。根据脂肪浸润程度，将患者分为A、B两组，A组患者脂肪浸润程度为0、1级：B组患者脂肪浸润程度为2、3级。

2 结 果

共有64例患者纳入本研究(男性24例，女性40例)，年龄45～84岁，平均(63.02±10.59)岁。多裂肌萎缩值平均为(0.78±0.05)。多裂肌脂肪浸润分级结果为：0级6例，1级11例，2级20例，3级27例。所有患者VAS评分平均(5.3±1.4)分，ODI评分平均(47.1±13.5)%。A、B两组患者VAS及ODI评分差异均有统计学意义(见表1)。多裂肌萎缩值与VAS及ODI评分具有负相关性，而多裂肌脂肪浸润分级与VAS及ODI评分具有正相关性(见表2)。

表1 不同多裂肌脂肪浸润程度患者VAS及ODI评分比较

表2 多裂肌萎缩值、脂肪浸润分级与VAS、ODI评分的相关性

典型病例为一53岁女性患者，脊柱侧位X线片提示L4椎体Ⅰ度前滑脱(见图2)，评估多裂肌萎缩程度，多裂肌萎缩程度值0.45，脂肪浸润程度3级，多裂肌萎缩及脂肪浸润程度较重；该患者VAS评分7分，ODI评分60%(见图3)。

3 讨 论

在诸多椎旁肌肉中，最长肌、髂肋肌距离腰椎椎体较远，与椎体之间的连接较少，主要使腰椎产生大幅运动。而多裂肌位于最内侧，与腰椎附着面积最大，且从腰背部一直延续到骶部，其功能是形成相邻椎体间的紧密连接，并分配整体

图2 脊柱侧位X线片提示L4椎体Ⅰ度前滑脱

图3 通过腰椎MRI进行评估，多裂肌萎缩程度值0.45，脂肪浸润程度3级

的压力至各个运动节段，对维持腰骶区域稳定性起最主要作用[7]。另外，多裂肌肌纤维的组织学形态上相较其他椎旁肌更粗更短，使其可以有较大的收缩力，从而更有效地维持脊柱的稳定。同时，多裂肌纤维中包含较多肌梭，肌梭是一种能感受肌肉长度变化及牵拉刺激的本体感受器[8]。当脊柱从中立位产生活动，受牵拉的多裂肌内的肌梭产生神经冲动，神经冲动传导至脊髓后，脊髓会产生反馈调节信号，使受牵拉的多裂肌产生收缩活动以稳定脊椎[9]。

生物力学上将脊柱的运动范围分为中性区与弹性区，中性区指脊柱从中立位向各个方向运动时在力学上处于零负载的区域，弹性区指从出现负载开始至达到最大负载时的活动范围。节段不稳指脊柱运动单元维持脊柱在中立区范围内稳定性能力的下降。有研究[10]通过在尸体上分析腰椎及椎旁肌肉的活动情况，证实多裂肌通过维持每个运动节段的稳定性来维持腰椎整体的稳定性。脊柱在处于中立位时，多裂肌可提供近2/3的脊柱稳定性，以深部多裂肌为主，浅部多裂肌主要参与腰椎的背伸及旋转运动。

腰椎滑脱作为一种以腰椎稳定性降低为主要病因的疾病，多裂肌的退变与腰椎滑脱的部位及程度密切相关[11]。在腰背痛患者中，多裂肌萎缩的主要因素有：炎性因子刺激神经未梢产生疼痛刺激，刺激传入中枢神经系统后为减轻疼痛，中枢神经系统反馈性抑制多裂肌活动，但同时长时间收缩抑制则加重多裂肌的萎缩；多裂肌萎缩的进一步加重导致脊柱稳定性降低，慢性劳损或急性较小外力即可引起局部损伤加重，损伤又可产生炎性因子刺激神经末梢产生疼痛，从而形成恶性循环[12]。另外，脊神经损害导致的去神经性萎缩也是多裂肌萎缩的一个重要原因。有动物实验在猪模型上诱导损伤一侧的脊神经根，可观察到相应节段损伤侧的多裂肌在3 d内迅速萎缩，而对侧的多裂肌并无明显萎缩迹象[13]。

在退变性腰椎滑脱患者中，通过CT扫描发现椎旁肌整体表现为代偿性肥大[14]。而进一步使用对软组织分辨率更高的MRI扫描则发现多裂肌并未像其他椎旁肌一样出现代偿性肥大，反而表现出明显的萎缩及脂肪浸润，其中在滑脱节段退变最为严重，脂肪浸润程度最高[15]。本研究发现退行性腰椎滑脱患者多裂肌脂肪浸润较明显，2、3级患者共47例，明显多于0、1级患者17例。此外，脂肪浸润明显的患者VAS评分及ODI评分也较高，提示腰背痛程度较重及对生活影响也较严重。通过相关性分析，多裂肌萎缩值与VAS及ODI评分具有负相关性，多裂肌脂肪浸润分级与VAS及ODI评分具有正相关性。即多裂肌萎缩及脂肪浸润越严重，临床症状越明显。对于此结果我们分析认为，在退变性腰椎滑脱患者中，随着多裂肌退变程度加重，其对于维持腰椎稳定的能力持续减弱，使得腰椎不稳定程度逐渐加重，从而导致更明显的腰痛及功能障碍。

鉴于以多裂肌为主的椎旁肌肉对维持腰椎稳定性的重要性，目前将腰背肌锻炼作为诸多腰椎退行性疾病的基础治疗方式之一已经得到广泛的认可。通过腰背肌锻炼加强椎旁肌肉力量，提高椎体稳定性可明显减轻患者疼痛，改善活动功能。研究还发现，对于单纯行椎管减压术的腰椎狭窄患者，术前多裂肌的退变程度可直接影响患者手术疗效[16]，这进一步提示了多裂肌功能对未行内固定及融合术的腰椎术后患者的重要性。

综上所述，退变性腰椎滑脱患者多裂肌退变程度与腰背痛程度存在相关性。重视多裂肌等椎旁肌肉对于指导退变性腰椎滑脱患者保守及手术治疗均具有重要意义。腰椎手术采用何种入路与术式可减少对椎旁肌肉的损伤以及是否会提高术后疗效值得进一步研究。

[1]姜欢畅.退变性腰椎滑脱治疗的现状与争议[J].中国矫形外科杂志，2010，18(15)：1285-1287.

[2]Macintosh JE，Valencia F，Bogduk N，et al.The morphology of the human lumbar multifidus[J].Clin Biomech (Bristol，Avon)，1986，1(4)：196-204.

[3]白玉花，张静.磁共振成像技术定量评定老年下背痛患者多裂肌的萎缩[J].中华物理医学与康复杂志，2014，36(1)：36-38.

[4]Hides J，Stanton W，Mendis MD，et al.The relationship of transversus abdominis and lumbar multifidus clinical muscle tests in patients with chronic low back pain[J].Man Ther，2011，16(6)：573-577.

[5]Zotti MG，Boas FV，Clifton T，et al.Does pre-operative magnetic resonance imaging of the lumbar multifidus muscle predict clinical outcomes following lumbar spinal decompression for symptomatic spinal stenosis?[J/OL].Eur Spine J，2017(2)[2017-02-08].https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Does+pre-operative+magnetic+resonance+imaging+of+the+lumbar+multifidus+muscle+predict+clinical+outcomes+following+lumbar+spinal+decompression+for+symptomatic+spinal+stenosis%3F.

[6]Kader DF，Wardlaw D，Smith FW.Correlation between the MRI changes in the lumbar multifidus muscles and leg pain[J].Clin Radiol，2000，55(2)：145-149.

[7]邵诗泽，张恩忠，付松，等.腰骶段多裂肌的形态特点及功能意义[J].中国临床解剖学杂志，2010，28(1)：17-19.

[8]Ward SR，Kim CW，Eng CM，et al.Architectural analysis and intraoperative measurements demonstrate the unique design of the multifidus muscle for lumbar spine stability[J].J Bone Joint Surg(Am)，2009，91(1)：176-185.

[9]Brumagne S，Lysens R，Swinnen S，et al.Effect of paraspinal muscle vibration on position sense of the lumbosacral spine[J].Spine (Phila Pa 1976)，1999，24(13)：1328-1331.

[10]Wilke HJ，Wolf S，Claes LE，et al.Stability increase of the lumbar spine with different muscle groups.A biomechanical in vitro study[J].Spine (Phila Pa 1976)，1995，20(2)：192-198.

[11]Kjaer P，Bendix T，Sorensen JS，et al.Are MRI-defined fat infiltrations in the multifidus muscles associated with low back pain?[J].BMC Med，2007(5)：2.

[12]Dulor JP，Cambon B，Vigneron P，et al.Expression of specific white adipose tissue genes in denervation-induced skeletal muscle fatty degeneration[J].FEBS Lett，1998，439(1-2)：89-92.

[13]Hodges P，Holm AK，Hansson T，et al.Rapid atrophy of the lumbar multifidus follows experimental disc or nerve root injury[J].Spine (Phila Pa 1976)，2006，31(25)：2926-2933.

[14]Ergun T，Sahin MS，Lakadamyali H.Evaluation of the relationship between L5S1spondylolysis and isthmic spondylolisthesis and lumbosacral-pelvic morphology by imaging via 2-and 3-dimensional reformatted computed tomography[J].J Comput Assist Tomogr，2011，35(1)：9-15.

[15]程大为，葛鹏，申才良，等.磁共振成像下退变性腰椎滑脱不同节段多裂肌改变的研究[J].中国矫形外科杂志，2016(13)：1164-1169.

[16]Kaariainen T，Taimela S，Aalto T，et al.The effect of decompressive surgery on lumbar paraspinal and biceps brachⅡ muscle function and movement perception in lumbar spinal stenosis：a 2-year follow-up[J].Eur Spine J，2016，25(3)：789-794.

CorrelationbetweenLumbarMultifidusMuscleDegenerationandLowBackPaininDegenerativeLumbarSpondylolisthesisPatients

Wang Xinqiang，Jia Ruigang，Chen Yanying，et al

(Department of Orthopedics，BenQ Medical Center，the Affiliated BenQ Hospital of Nanjing Medical University，Nanjing 210019，China)

ObjectiveTo analysis the correlation between lumbar multifidus muscle degeneration and Visual Analogue Score(VAS)，Oswestry disability index(ODI) in degenerative lumbar spondylolisthesis patients.MethodsA total of 64 patients(24 males，40 females) with a mean age of (63.02±10.59) years(range，45～84 years) was included in this retrospective study.The mean cross-sectional area of lumbar multifidus muscle on both sides and the cross-sectional area of the fifth lumbar vertebra were measured on the MRI imaging and then the ratio was calculated.The severity of the fatty infiltration was also evaluated by MRI and 4 different degrees(grade 0，1，2，3)were determined.Patients were divided into two groups：group A(grade 0 or 1) and group B(grade 1 or 2).The VAS and ODI were cornpared between two groups.The correlations between the atrophy，fatty infiltration of multifidus muscle and VAS，ODI were analyzed.ResultsThe mean ratio of multifidus muscle atrophy of all 64 cases was (0.78±0.05).The fatty infiltration of grade 0，1，2 and 3 in multifidus muscle were observed in 6，11，20 and 27 patients respectively.The mean VAS and ODI of all patients was (5.3±1.4) and (47.1±13.5)%.Patients in group A had significantly lower VAS and ODI than those in group A(P=0.016 and 0.009).There was negative correlation between the ratio of multifidus muscle atrophy and VAS，ODI(r=-0.43，P=0.024；r=-0.49，P=0.004).Meanwhile，positive correlation was observed between the fatty infiltration and VAS，ODI(r=0.53，P=0.019；r=0.44，P=0.015).ConclusionThere is a correlation between the severity of lumbar multifidus muscle degeneration and low back pain in patients with degenerative lumbar spondylolisthesis.The more severe of lumbar multifidus muscle degeneration indicates more severe low back pain and disability.

degenerative lumbar spondylolisthesis；lumbar multifidus muscle；muscle atrophy；fatty infiltration；low back pain

1008-5572(2017)09-0777-04

R681.5+7

：B

2017-03-23

王鑫强(1987- )，男，医师，南京明基医院骨科，210019。

王鑫强，贾瑞钢，陈彦影，等.退变性腰椎滑脱患者腰部多裂肌退变与腰背痛的相关性研究[J].实用骨科杂志，2017，23(9)：777-780.