重视腰椎疾病患者人群的椎旁肌退行性改变

丁浚哲 鲁世保 孔超

椎旁肌作为脊柱的重要动力来源和稳定器，其功能状态与脊柱的退行性改变密切相关。在腰椎退变性疾病患者人群中，椎旁肌退变是一种常见而显著的现象，需要得到临床工作者的关注。在研究腰椎退行性改变的同时，需要重视腰椎椎旁肌退变在整体腰椎退变进程中的作用，并在此基础上进行针对椎旁肌的干预和保护，以获得更满意的腰椎疾病预后。笔者通过对腰椎椎旁肌退行性改变的特点及其影响因素的探讨，希望为腰椎椎旁肌的进一步研究提供帮助。

一、椎旁肌的解剖、生理功能和退行性改变

椎旁肌是邻近脊柱四周多个肌群的总称，分为前群和后群，前群主要包括髂腰肌、腰方肌；后群主要包括多裂肌、竖脊肌；其中竖脊肌由髂肋肌、骶棘肌、最长肌三者组成。前群与后群椎旁肌在肌束方向、神经支配、肌纤维组成、生物力学效应等方面具有较大差异[1-2]。因此，前后椎旁肌群的退行性改变进程和在腰椎疾病中所起到的作用并不相同，在对椎旁肌进行研究和评估时，需要将前后群分别进行讨论。在后群椎旁肌中，多裂肌和竖脊肌是最主要的肌群，也是临床研究的主要对象。尽管两者的解剖位置相近，甚至在影像学上较难区分边界，但其肌束方向和神经支配并不一致。尸体解剖结果表明，多裂肌肌束为斜向外侧走行，而竖脊肌肌束基本平行于身体长轴。健康人群腰大肌和多裂肌横截面积(cross sectional area，CSA )由上腰椎向下逐渐增大，而竖脊肌CSA 逐渐减小[3]。多裂肌为节段性分布，行程较短，脂肪化程度较高；多裂肌主要由三个行程较长的躯干背侧深面肌群组成，脂肪化程度较低。同时，在颈、胸、腰椎节段形态存在较大差异。既往的临床研究往往并未对椎旁肌中的不同肌群做细分，随着对于椎旁肌理解和认识的进展，越来越多的研究倾向于独立分析各个椎旁肌群的独特生理功能和病理改变特点。

针对无症状人群椎旁肌的研究表明，随着年龄的增加，椎旁肌出现退行性改变，包括由于肌源性成体干细胞分化为脂肪细胞，导致肌肉体积减小和脂肪浸润[4-5]；后者在影像学上主要表现为CT 密度值减小和MRI 非肌纤维组织信号面积增加[6-7]。其退行性改变过程的进展受多方面因素的影响，并与腰痛、脊柱平衡和手术预后及并发症相关[8-9]。椎旁肌退变在老年人群，尤其是腰椎退变性疾病患者人群中的常见和显著现象，对于椎旁肌退变的更进一步认识以及在此基础上的干预措施，具有不可忽视的临床意义。

二、椎旁肌的影像学测量方法

目前，影像学测量是临床最为常用的椎旁肌评估方法，相比其它方法，具有简便、无创、可重复性好等优势，能够较为可靠地获得椎旁肌的形态、体积/ 横截面积、脂肪化程度、损伤情况等结果。影像学上对于椎旁肌测量方法主要包括MRI、CT 和超声；测量指标包括CSA (MRI、CT、超声)、密度( CT HU 值)，脂肪化程度(半定量和定量)。

在影像学上，椎旁肌退变表现为体积减小、CT 密度降低、脂肪化进展[10-11]。其中，CT 可以测量肌肉密度值、CSA 及脂肪浸润，可重复性好。相比CT，MRI可以测量肌肉CSA，同时通过Threshold 等技术能够测量椎旁肌脂肪浸润程度，评价椎旁肌的退变程度，MRI可靠性高，观察者间及观察者内的测量一致性好，被广泛用于椎旁肌退变的评估。Schilling 等[12]同发现脂肪-水比率的光谱结果与患者肌肉活检的组织学结果有很好的相关性，认为MR 光谱分析是诊断腰背部肌肉组织代谢性改变的一种新的可采用方法，目前该检查方法已被越来越多地应用于临床研究和患者评估。超声检查具有简便可靠、重复性好的特点。可用做大规模人群的测量和筛查，但超声对椎旁肌组成和体积的测量效果较差。近年来出现的新的超声测量方法能够得到椎旁肌刚度信息，研究表明其与尸体解剖结果具有良好的一致性，该方法的出现为评估椎旁肌生物力学特性提供了新角度[13]。近年来，新的影像学方法，如医学图像配准融合技术和MRI 图谱的自动成像分析算法等的出现，为临床医师研究腰椎椎旁肌退变进程提供了更加高效的工具。随着影像学的进展，临床医师对于椎旁肌的认识将愈加深入。

三、性别和年龄对椎旁肌退变的影响

目前，研究表明椎旁肌随衰老出现显著的退行性改变。在一般人群中，椎旁肌退变及脂肪化水平高于下肢肌肉，其中，腰椎和颈椎椎旁肌脂肪化程度高于胸椎椎旁肌。同时，与下肢肌肉相比，椎旁肌的脂肪化程度具有明显的年龄相关性；年龄导致的脂肪化退变在椎旁肌较下肢肌群更显著[14]。椎旁肌群与四肢肌群的退行性改变并不完全同步。另一方面，椎旁肌存在显著的性别差异，男性群体平均椎旁肌CSA 较大，脂肪浸润较少[15-16]。同时，年龄相关的椎旁肌退变也存在显著的性别差异。男性椎旁肌随衰老体积减小较为明显，而女性椎旁肌功能下降更为显著[6]。有研究表明，女性绝经期后肌肉量出现明显降低[17]。同时，个体的体育活动水平也与椎旁肌退变的程度相关。性别和年龄作为影响椎旁肌退变的重要因素，在进行临床工作中，应注意对不同年龄和性别人群的区分，采取具有针对性的研究和干预方式。

四、退行性腰椎疾病的影响

作为脊柱稳定系统的重要组成部分，椎旁肌在脊柱退行性改变的进程中发挥重要的影响。同时，椎旁肌退变的进程也随着脊柱退变性疾病的发生出现改变。椎旁肌的退行性改变已被证明与多种脊柱退变性疾病有关，包括椎间盘退变、腰椎滑脱、Modic改变、关节突关节骨关节炎等[11,18]。目前多数研究的观点认为椎旁肌退行性改变和腰椎退行性改变互相影响，尚需要大样本的纵向研究揭示两者的因果关系。

1.腰痛及腰椎间盘突出症：常见的脊柱退变性疾病被认为与椎旁肌退行性改变有关，包括椎间盘突出症、慢性腰痛等脊柱疾病。有研究表明腰痛可能导致神经肌肉功能改变，引起肌肉萎缩[19-20]。在腰痛患者中观察到CT 和MRI 显示的选择性的多裂肌萎缩，而腰大肌和竖脊肌萎缩不明显[21]。然而，也有研究得到不一致的结果，显示多裂肌在双侧并未出现显著的差别[22]。腰椎间盘突出症(和腰痛)症状侧可见多裂肌萎缩，可能是由于多裂肌单侧而节段性的神经支配模式导致的；腰椎间盘突出症导致的神经根压迫可导致椎旁肌I型和II型纤维萎缩，表现为受累节段的多裂肌结构改变。多数研究表明，受腰椎疾病影响侧的椎旁肌相较对侧出现萎缩现象[23-25]。另外，强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)患者的竖脊肌和多裂肌发生了脂肪变性和萎缩，且与患病时间有关[26]。慢性腰痛是最常见的主诉之一，在人群中具有很高的发病率，且往往病程较长，病因多样。同时，腰痛导致的活动减少以及椎间盘源性神经压迫，都是导致腰椎椎旁肌退变进展的重要因素。因此，及时解除腰痛病因，缓解疼痛症状，对于保护腰椎椎旁肌的生理功能具有显著意义。

2.退变性腰椎滑脱：腰椎滑脱患者可见节段性多裂肌萎缩；竖脊肌可出现肥大，可能是椎旁肌发生代偿性改变[27-28]。Kalichman 等[11]的研究表明L4椎体水平的竖脊肌的密度下降与该节段的腰椎滑脱发生具有显著正相关。Hiyama 等[29]在对140例腰椎滑脱和腰椎管狭窄患者的研究中发现，腰椎滑脱患者群体的腰大肌CSA 与骨盆倾斜角( pelvic tilt，PT )显著负相关，表明椎旁肌在维持整体脊柱矢状位平衡中的作用。

3.脊柱矢状位失衡：Jun等[30]的研究表明，竖脊肌与多裂肌脂肪退变程度与腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL )丢失、胸椎后凸角( thoracic kyphosis，TK )减小、矢状位垂直轴(sagittal vertical axis，SVA )增加具有显著的正相关性，即表明椎旁肌退行性改变与脊柱矢状位失平衡之间存在正相关性，椎旁肌对于脊柱矢状位平衡的维持具有不可替代的作用。Xia 等[31]对32例退变性脊柱后凸(degenerative spinal kyphosis，DSK )患者进行的研究表明，多裂肌和竖脊肌在维持脊柱矢状面平衡中具有不同的作用，而腰大肌与矢状面平衡参数间没有显著的相关性。

4.成人退变性脊柱侧凸( adult degenerative scoliosis，ADS)：Yagi 等[32]研究了ADS患者椎旁肌CSA 在维持脊柱序列中的意义，结果显示，相对与腰椎管狭窄症患者，ADS患者的腰大肌CSA 和多裂肌CSA 显著减小；同时，左右侧腰大肌CSA、多裂肌CSA 不对称程度与侧凸Cobb’s角存在显著正相关性，表明了椎旁肌在脊柱冠状面平衡的维持和纠正中的作用。

总体而言，目前研究的结果表明，多数脊柱疾病会对椎旁肌形态及退行性改变进程造成影响，并且各个椎旁肌群所受到的的影响并不完全相同。同时，由于其与脊柱的密切相关性，良好的椎旁肌生理功能是预防腰椎退变性疾病和获得满意预后的重要条件。

五、总结与展望

腰椎作为人体躯干及以上载荷的主要支持结构，兼具稳固性与活动度。这一生理特性的实现，需要依靠椎旁肌作为动力来源和稳定机构。目前的研究结果表明，腰椎椎旁肌退行性改变受多种因素的影响。同时，不同的椎旁肌群具有各自分别的解剖结构和生物力学作用，对于椎旁肌退行性改变的认识需要进一步细分。椎旁肌与脊柱作为在解剖和功能上密切相关的整体，更进一步认识椎旁肌群的生物力学作用和退变模式，能够为脊柱外科医师提供更多的有效干预手段，为获得更好的临床预后提供参考和指导。