椎旁肌损伤在腰椎椎管狭窄症中的研究进展

张志国，张钟巍，常 峰

1.山西医科大学第五临床医学院，太原 030012

2.山西省人民医院骨科，太原 030012

随着人口老龄化，腰椎退行性疾病的发生率呈增长趋势。腰椎椎管狭窄症（LSS）是最常见的腰椎退行性疾病之一［1］，患者主诉腰骶部及下肢疼痛，并伴间歇性跛行。椎旁肌作为椎体后方的重要结构，对腰椎的稳定和运动至关重要。椎旁肌损伤是脊柱后路手术的常见并发症［2］，损伤的肌肉最终会变成不会收缩的结缔组织，导致椎旁肌力量降低［3］，加重LSS患者腰痛程度［4］，根据持续时间分为急性（＜ 4周）、亚急性（4～ 12周）和慢性（＞ 12周）腰痛［5］。本文通过查阅椎旁肌与LSS的相关研究，从椎旁肌的生物力学、椎旁肌损伤的组织学改变和影像学评价、腰椎融合术对椎旁肌的损伤等方面展开分析，综述如下。

1 椎旁肌的生物力学

椎旁肌作为脊柱的稳定系统，在维持矢状面平衡中起着十分重要的作用。矢状面平衡是指个体能够以最小的肌肉力量保持稳定的站立位置［6］。当LSS 患者的椎旁肌发生损伤时，会使肌肉失去原有的形态和功能。随着时间的推移，发生变化的肌肉可能会引起脊柱结构的变化和腰椎活动度改变，从而导致脊柱应力改变，最终出现矢状面失衡。Wu等［7］的研究表明，LSS 患者脊柱应力改变与腰痛的严重程度相关。也有研究［8-9］显示，矢状面失衡是引起腰背部疼痛的危险因素之一。为了更直观地反映矢状面失衡后椎旁肌肉的变化情况，Han 等［10］通过前瞻性研究建立椎旁伸肌耐力试验（PEMET）分类系统，证明LSS 患者的椎旁肌耐力与生活质量及脊柱-骨盆矢状面排列相关。因此，椎旁肌耐力较差的LSS 患者可能出现身体姿势的倾斜，从而导致脊柱整体矢状面失衡。

2 椎旁肌损伤

2.1 组织学改变

Cho 等［3］通过建立大鼠慢性椎旁肌损伤动物模型，在术后第4、8 和12 周处死大鼠，行组织学检查，结果发现，术后12 周椎旁肌组织中可见肌肉坏死和纤维化。有研究［11-12］发现，成纤维/成脂祖细胞（FAPs）和卫星细胞（SCs）在损伤的椎旁肌中表达增加。前者是一种以血小板源性生长因子受体α（PDGFRα）表达为特征的肌肉干细胞子集；后者是肌肉中主要的肌源性祖细胞。它们在肌肉再生、脂肪浸润和肌肉纤维化中起重要作用。当肌肉发生损伤后，FAPs 迅速增殖并产生SCs 的促分化信号，这些信号加快了新SCs 肌管形成的速率，并初步帮助整体肌肉再生。然而，在FAPs 快速扩张和短暂的发挥肌原生成功能后，继续向脂肪细胞和成纤维细胞分化，成为肌肉脂肪浸润和纤维化的主要贡献者［13-14］。Agha 等［15］对损伤的椎旁肌进行组织学检查发现，在损伤椎旁肌中尤其是多裂肌中含有大量不同基因表达谱的FAPs和SCs。

2.2 影像学评价

随着医学影像技术的发展，影像学评价在椎旁肌的研究中备受关注。医学影像技术不仅具有非侵入性的特点，而且还可提供椎旁肌的横截面积、脂肪浸润、脂肪密度等信息［16-17］。椎旁肌损伤在影像学中常表现为肌肉萎缩和脂肪浸润［18-19］。早期的MRI 技术更多地使用横断面T2 加权扫描。近年来，MRI 已经能够通过阈值分割技术很好地区分肌肉和脂肪组织，从而更好地评估椎旁肌的脂肪浸润程度［20］。椎旁肌中脂肪含量增加是脂肪浸润的表现。有研究［21］表明，MRI 评估的椎旁肌脂肪浸润严重程度与LSS 患者腰痛之间存在相关性。也有研究［22］表明，椎旁肌脂肪浸润可作为症状性LSS 患者术后临床疗效和康复的预测因子，影响治疗决策。Goutallier 分级标准最初用于CT 上对肩袖肌肉中脂肪浸润的严重程度进行分级，后被用于评估MRI 上不同解剖位置肌肉的脂肪浸润，包括椎旁肌［18］。Mandelli 等［19］采用Goutallier 分级标准对有症状的LSS 患者椎旁肌脂肪浸润进行定性评估，通过Image 图像分析软件，测量了L1～5每侧棘旁肌的横截面积，包括多裂肌和竖脊肌（最长肌和髂肋肌），以及椎体的横截面积，最终得出Goutallier 分级标准是评估有症状LSS 患者椎旁肌脂肪浸润的可靠工具。在最近的研究中，Banitalebi 等［18］提出一种新的脂肪浸润评估方法，即简化肌肉脂肪指数（MFI），其基于常规腰椎MRI 检查的横断面T2加权像上测量的椎旁肌和腰肌的信号强度。MFI 与Goutallier 分级标准相比，无须使用第三方软件，这使得MFI 在临床中的实用性大大增加，也减少了软件测量所带来的误差。椎旁肌是人体最细长的肌肉之一，某一切片中的肌肉横截面可能无法反映整个肌肉的情况［23］，通过MRI 三维重建可以描述LSS患者的肌肉体积、肌肉脂肪浸润和椎管体积，从而评估整体椎旁肌质量［24-25］。

3 腰椎融合术与椎旁肌损伤

多裂肌是最内侧的椎旁肌，也是脊柱后方的核心肌肉之一，其结构完整性对维持脊柱稳定性和屈伸活动起着关键作用［26］。腰椎融合术会使多裂肌结构发生变化，导致如脊柱僵硬、邻近节段退行性变加速和慢性腰痛等问题［27］。此外，手术创伤和固定节段肌肉的失用还可导致多裂肌体积的减小。

后路腰椎椎间融合术（PLIF）被广泛应用于LSS的治疗。PLIF 视野充分，可直视下完成神经根和硬膜囊减压，有效缓解腰痛症状；此外，PLIF 椎间植骨接触面大，改善了负荷分担，并为神经元的完全减压提供了足够的通路。然而，PLIF 手术切口长，术中广泛剥离、长时间牵拉肌肉，影响肌肉的血供和神经支配，降低椎体活动能力，增加邻近椎体退行性变，导致椎旁肌萎缩、脂肪浸润和顽固性腰痛［28］。经椎间孔入路腰椎椎间融合术（TLIF）由Harms 等［29］在PLIF 的基础上改良而成，其通过单侧入路部分或完全切除患侧小关节，充分切除病变椎间盘的同时保留了对侧关节突关节和肌肉等正常结构，具有创伤小、术后脊柱稳定性高的优势［30］。然而，术中为了获取手术操作空间和手术视野，须切除责任节段上下关节突、部分椎板及其上附着的肌肉组织。随着微创技术的发展，Foley等［31］在TLIF 的基础上提出微创TLIF（MIS-TLIF），采用Wiltse 入路，对腰椎创伤较小，可有效保护椎旁肌，避免严重的椎旁肌损伤或椎旁肌失神经［32-34］。裘剑如等［35］的研究表明，微创术式较传统开放术式具有切口小、组织损伤少、康复快等优点，术后早期患者全身炎性反应更轻，对多裂肌的干扰更小。

近年来，随着医疗技术和器械的不断发展，Heo 等［36］于2017 年首次报道了单侧双通道脊柱内窥镜（UBE）技术在腰椎融合术中的应用，与传统的微创术式不同，UBE 技术有独立的成像和操作系统，通过逐步扩大导管和持续盐水冲洗，为操作者创造了多层次的工作空间，从而提供了更多的肌肉组织和骨骼结构的可视化。UBE 技术高度的灵活性和开放的手术视野，有助于脊柱外科医师进行精确的操作［37-38］。单侧双通道内窥镜下腰椎椎间融合术（UBE-LIF）作为一种新型的微创术式，其结合了开放手术和传统微创手术的优点，在高清视野下进行手术操作，可更加有效地保护椎旁肌［39］。

然而，腰椎融合手术过程中不可避免地对椎旁肌造成医源性损伤，其与术后患者腰痛的发生相互影响。融合术后硬膜失去后方结构的保护，随着术后肌肉组织的瘢痕愈合，很容易发生瘢痕粘连，导致术后腰痛的发生。因此，有学者［40］提出人工椎板，理论上可以防止硬膜囊与周围瘢痕肌肉组织的粘连，降低患者术后腰痛的发生，但其可行性有待进一步验证。

4 结语与展望

椎旁肌作为椎体后方的重要结构，在稳定腰椎方面有着至关重要的作用。对于不合并腰椎滑脱或脊柱侧凸的单节段LSS，微创术式能够解决绝大多数患者的症状，术中可减少对椎旁肌的损伤，缓解患者术后腰部疼痛［41］。但目前尚无文献报道微创手术能全面替代传统开放术式。因此，传统开放式手术在很多方面仍是经典的、不可替代的，尤其在基层医院。对于LSS患者，需要进行何种手术干预，目前尚无统一标准。需要结合患者病情、查体及影像学资料综合考量后拟订手术方案。随着精准医学时代的到来，在新型医疗器械及机器人的辅助下，期待更加微创的融合术式以进一步减少对椎旁肌的损伤。

目前，关于LSS患者椎旁肌损伤后引起的腰痛，其具体机制仍不明确。LSS 患者椎旁肌损伤的情况主要通过影像学手段来评估，针对其相关基因的表达、生化检测指标和病理学等研究较少，可作为未来的研究方向。此外，如何改善术后椎旁肌强度、减轻椎旁肌脂肪浸润、减少椎旁肌瘢痕愈合，以及椎旁肌损伤后的腰痛机制，也值得进一步研究。