下腰痛的发生机制与影像学检查

张旭静（综述），郭智萍，赵 建（审校）

（河北医科大学第三医院CT室，河北石家庄 050051）

下腰痛的发生机制与影像学检查

张旭静（综述），郭智萍*，赵 建（审校）

（河北医科大学第三医院CT室，河北石家庄 050051）

腰痛；影像学检查；综述文献

下腰痛是一种由非急性病长期作用于机体而引起的下背部、腰骶部及臀部慢性疼痛［1］，是具有腰背部疼痛的脊柱、神经根和软组织一组疾患的总称［2］。下腰痛在临床是严重影响人体健康的常见疾病，且病因非常复杂。60%～80%人在一生中可能经历过不同程度的下腰痛，是成年人失业或致残的常见病因之一，其中最主要原因是腰椎间盘性下腰痛。近年来，人们对于下腰痛的发生机制进行了许多深入研究，以期望能得到更准确的诊断及更好的治疗效果，其中影像学是最重要的检查手段。本文就下腰痛的发生机制与影像学检查综述如下。

1 下腰痛的发生机制

1.1 生物力学：下腰痛的生物力学改变是下腰痛的重要原因之一。下腰部组织结构的生物力学改变不可避免地导致组织解剖、生化、病理等许多方面的问题，并可导致下腰痛反复发作和迁延难愈［2-3］。椎间盘生物力学特性和结构的改变促进神经末梢部分介质释放，且可促进神经血管长入退变椎间盘内，进而使肌肉、脊柱韧带、椎间关节及椎体的排列和受力发生改变，椎间盘吸收和分散所承受的负荷的能力降低。这些改变可以增加对肌肉、关节囊、脊柱韧带和骨骼的神经末梢刺激。在脊柱运动中，椎小关节生物力学特点的改变、后关节紊乱及由此而引起的不稳定因素对于下腰痛的发生发展，以及预后都有着重要的影响［3］。

1.2 椎旁肌：椎旁肌由2种纤维组成，即Ⅰ型纤维和Ⅱ型纤维。腰背肌中主要是Ⅰ型纤维，其收缩速度慢，收缩持久耐疲劳，抗重力作用强，与腰背肌主要功能即维持脊柱的直立姿势及保持脊柱的动态稳定的功能是相适应的。研究［4］表明，腰背肌中Ⅰ型纤维含量越少，则背肌在收缩过程中抗疲劳的能力越低，如果背肌发生疲劳，骶棘肌的收缩抵抗能力就会降低，迫使椎间盘和韧带承受的应力增大，从而使之更易受损。与此同时，背肌疲劳时肌肉运动的控制能力和协调性也随之降低，腰椎的运动有可能超出正常范围，腰椎损伤的机会也会增加，因此腰椎旁肌的病理改变是下腰痛发病的重要因素之一［1］。

1.3 腰椎棘间滑囊：腰椎棘间滑囊是位于下腰部两棘突间韧带中间、其内充满滑液的关节滑囊。刘永棠等［5］通过对固定成人尸体进行病理解剖的研究证实了棘间滑囊的存在，并通过对拟诊为腰椎棘间滑囊炎的下腰痛患者进行针对性治疗及治疗后观察，证明下腰痛与棘间滑囊的关系密切。董忻等［6］在之前也对腰椎段脊柱做过解剖观察，与刘永棠等［5］观察的滑囊部位与形态一致。当腰部外伤或腰椎间关节退变，腰椎间盘突出及腰椎滑脱时，可挤压磨擦此处滑囊，致使滑囊破裂并出现反复发作性腰痛。在正常情况下，滑囊内液体在脊柱过伸过屈时可起到润滑作用并防止过伸时两棘突互相摩擦而引起病理改变或过屈棘间韧带撕裂伤。随年龄增长，劳动强度增加，脊柱纵轴压力加大，棘间隙狭窄，两棘突后部叠压在一起，摩擦刺激，易发生炎性改变，导致腰痛；另外，也可以继发于腰椎间盘突出症、小关节退变等［5］。

1.4 腰椎间盘：腰椎间盘病变是引起下腰痛的最常见原因，但对其所致下腰痛的发生机制，目前仍不太清楚［7］。椎间盘源性下腰痛即椎间盘内免疫反应或化学性刺激所产生的炎症介质可使椎间盘内神经组织致敏，即使在没有椎间盘突出的情况下也可导致腰痛［1］。目前对于椎间盘源性下腰痛的机制有如下认识。

1.4.1 神经传导：椎间盘病变是引起下腰痛的机制至今并没有形成统一观点。传统观点［7］认为腰椎间盘病变压迫刺激神经根可引起腰腿痛，但这不能解释下位腰椎间盘病变时下腰痛常发生在上位腰神经后支支配的区域。石作为等［8］通过对腰椎间盘与上位神经后支的神经解剖关系进行研究，得出结论提示腰1、2脊神经节内部分神经细胞除可发出分支组成第2腰神经后支外，还可发出分支组成腰椎旁的交感神经纤维且可传导疼痛。腰1、腰2脊神经节多极神经元发出的神经纤维以交感神经纤维的形式分布于下位腰椎间盘后部纤维环及后纵韧带。腰椎间盘发生病变后牵连纤维环及后纵韧带并产生痛觉冲动传至下腰部，在其神经末梢可释放疼痛介质（如降钙素基因相关肽，calcitonin generelated peptide，CGRP等），从而产生局部痛觉冲动［7］。

1.4.2 炎症递质：研究［9］表明体内的最大无血供组织是椎间盘，并仅在外周有极少量的血管分布。所以中央无血供的髓核可作为抗原刺激机体产生抗体，在这些免疫反应及非特异性炎症反应过程中可产生许多炎性递质。如直接致痛物乳酸、前列腺素E2（prostandin E2，PGE2），促进炎症进展或促进直接致痛物的合成与释放的介质白细胞介素（interleukin，IL）-1、IL-6、肿瘤坏死因子等。Rand等［10］研究表明了椎间盘内的细胞本身可产生炎性递质。姜为民等［11］认为椎间盘突出物内浸润血管的来源为突出前的退变椎间盘中已有的血管或椎间盘突出后形成的新血管，这样炎性细胞可通过新生血管移入椎间盘组织内。Brown等［12］发现产生疼痛的退变椎间盘内有血管浸润。Burke等［13］的研究表明椎间盘源性下腰痛患者在病变椎间盘内含有较多的炎性递质。总之，椎间盘中炎性介质是导致疼痛的又一原因。

2 下腰痛的影像学检查

下腰痛的正确诊断需要多种影像学检查，包括X线平片、脊髓造影、CT、MRI等，不同的检查方法有其不同应用价值。常规X线片可直接观察腰椎的骨性结构，对于诊断由于腰椎骨质破坏或曲度改变引起的腰痛价值较高。脊髓造影可对于各种原因引起脊髓腔改变的疾病作出正确诊断。CT检查除可清晰观察腰椎骨性结构外，对脊髓及椎间盘等病变的诊断有一定价值。MRI可从矢状面、横断面及冠状面显示多节段病变，且对软组织有较高的分辨力，故可给临床提供更多的信息。下腰痛的影像检查方法多种多样，不同的检查方法有各自的优势，可因具体情况选用不同的检查方法。

理论上讲，腰部肌肉、脊柱韧带、椎间关节、椎体等有神经支配的组织均有可能成为腰痛的组织来源。长期以来，椎间盘突出是椎间盘疾病导致疼痛的原因。因此学者［9］通过对椎间盘从生物化学、生物力学、神经解剖等方面进行深入的研究，从而认识到椎间盘内部病变也可以引起腰痛，即椎间盘性下腰痛。因其客观体征少，又无明显特异性生化指标，从而使诊断变得困难。影像学检查可作为重要的临床诊断依据，主要有CT椎间盘造影与腰椎MRI检查。

2.1 椎间盘造影：持续超过4个月的严重下腰痛，不管其是否伴下肢放射痛，对临床上任何非手术治疗均无反应的患者为椎间盘造影的适用人群。CT椎间盘造影可以为临床提供详细的椎间盘形态学变化，且大大降低了穿刺的不良反应，在临床上得到较为广泛的应用。但椎间盘造影因具有创伤和感染的危险性，曾一度颇具争议，近年来临床研究发现部分下腰痛患者的MRI检查并不能很好解释其病理改变，给治疗带来一定难度，而椎间盘造影具有疼痛诱发的特点，是目前惟一能与患者疼痛症状相联系的影像检查方法，因而重新受到关注［14］。目前，椎间盘造影是诊断椎间盘源性下腰痛重要的检查手段之一。椎间盘造影通过观察对比剂在椎间盘内扩散的范围可了解纤维环撕裂的类型和程度，在显示退变椎间盘的形态、发现外层纤维环破裂比MRI更准确。但也有学者［15］认为，椎间盘造影与MRI在确定椎间盘形态方面的作用相似，MRI与椎间盘造影评价椎间盘退变的一致性达80%～90%。

2.2 MRI检查：由于椎间盘内水分减少，退变的椎间盘在MRI T2加权像上表现为信号减低，然而椎间盘信号减低在中老年是常见的，信号减低的椎间盘在造影时并不一定出现诱发疼痛；相反，纤维环发生放射状破裂时在造影时极易出现诱发疼痛，而在MRI上信号可表现为正常。假如下腰痛患者在MRI有高信号区，则腰椎间盘造影极有可能诱发疼痛。腰椎间盘如果在MRI上出现高信号区，则表明存在由纤维环本身撕裂引起的下腰痛，即椎间盘源性下腰痛。彭宝淦等［16］研究表明发生一致性疼痛反应的椎间盘均为退变的椎间盘，而在MRI上表现正常的腰椎间盘均无疼痛复制的产生。提示MRI可作为诊断椎间盘源性下腰痛的筛选方法。椎间盘纤维环后方高信号区是无根性症状下腰痛患者外纤维环破裂的可靠标志，产生的疼痛反应与纤维环外层破裂直接相关。MRI不能明确区分在T2加权像上信号减低是正常老化的椎间盘还是疼痛的病理椎间盘的表现，但可作为诊断椎间盘源性下腰痛的筛选方法。由于MRI常规序列观察的内容太局限，现在人们不断地寻求更好的方法以达到我们想要的效果。Lakadamyali等［17］采用STIR序列描述下腰痛患者后脊柱变性改变，发现下腰痛患者更易发生后脊柱退变，包括小关节平面渗出液、棘间韧带水肿、神经囊肿形成、椎旁肌水肿等。

MRI弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）因其对病变显示敏感性高而在中枢神经系统中广为应用，近年来作为一种检查腰椎的新技术逐渐进入大家的视线，腰椎DWI检查可通过测量表观弥散系数（apparent diffusion coefficinent，ADC）值可对椎间盘进行更为精准的量化研究。在椎间盘退变疾病的定量评价中，通过T2值及ADC值的改变反映椎间盘的微改变，成为MRI量化检查的主要手段。它们在评价早期退变或由于年龄相关的椎间盘退变疾病中亦是更为敏感和稳定的定量指标［18］。有学者［19］研究退变的腰椎间盘的ADC值低于正常的椎间盘。随着大家对椎间盘的深入研究，DWI作为评价腰椎间盘水分子弥散程度的检查技术变得越来越重要。当然，针对下腰痛的病因检查仍有许多待开发领域，需要更多的人去探讨。

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（本文编辑：赵丽洁）

R681.57

A

1007-3205（2012）11-1357-04

2012-03-24；

2012-06-10

河北省自然科学基金（C2011206153）；河北省卫生厅科研课题项目（20100353）

张旭静（1987-），女，河北宁晋人，河北医科大学第三医院医学硕士研究生，从事医学影像学诊断研究。

*通讯作者。E-mail：guozhiping74@hotmail.com

10.3969/j.issn.1007-3205.2012.11.051