椎旁肌群变化与腰椎间盘突出程度的相关性分析

彭明学，王自鸿，张桂通，王超群

(北京怀柔医院骨科，北京 101400)

椎旁肌群是维持腰椎稳定性的重要组成部分，近年来，已有学者证实，椎旁肌群的变化与腰椎退行性疾病之间有密切关系[1-2]；且研究证实，通过正规的核心肌群锻炼，可显著改善腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation，LDH)患者的疼痛和功能障碍[3]。但目前，关于椎旁肌群与腰椎间盘突出程度的相关性，尚少有文献涉及。为此，笔者自2017年10月-2018年5月，分别对60例腰腿痛或坐骨神经痛患者进行MRI检查，测量其椎旁肌群横截面积和脂肪浸润程度，从而探讨椎旁肌群变化与腰椎间盘突出程度的相关性。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入60例于本科就诊的腰腿痛或坐骨神经痛患者，其中男39例，女21例，年龄42-71岁，平均53.6岁；体重指数(BMI)21-26 kg/m2，平均23.7 kg/m2。纳入标准：①患者欲行腰椎MRI检查；②既往无腰椎手术史或椎旁肌群外伤史；③临床资料完整。排除标准：①有其他神经肌肉系统疾病，或因厌食、库欣综合征、长期服用雌激素等因素导致椎旁肌萎缩者；②既往已接受手术治疗，或有椎旁肌群外伤史者；③引起腰腿痛或坐骨神经痛的其他腰椎疾病者。

1.2 研究方法

对上述人群进行腰椎MRI检查，测量其椎旁肌群(多裂肌、最长肌和腰大肌)横截面积及脂肪浸润程度的变化情况，并对椎间盘突出程度进行分级，进行椎旁肌群与腰椎间盘突出程度的相关性分析。

(1)研究工具

MRI检查采用1.5T全身超导磁共振扫描仪(美国GE)；影像学资料采用Picture Archiving and Communication Systems(PACS)系统处理；椎间盘突出程度采用Pfirrmann标准进行分级。

(2)椎旁肌群的横截面积

采集MRI T2加权像上的L1-2、L2-3、L3-4、L4-5、L5-S1共5个节段横截面图像，分别测量椎旁肌群与椎体的横截面大小。为了消除个体的体格差异性，我们进一步计算椎旁肌群的相对横截面积(Relative cross-sectional area,RCSA)=椎旁肌横截面积/椎体横截面积×100%。

(3)椎旁肌群的脂肪浸润程度

在T2加权像中，进行多裂肌、最长肌和腰大肌脂肪含量的半定量测定，并计算脂肪浸润程度(Degree of fat infiltration，DFF)=脂肪横截面积/椎旁肌的横截面积×100%。

1.3 质量控制

影像学测量由2名影像科医师独立完成，取其平均值作为最终数据。在阅片过程中，两组患者的相关资料均予以隐藏进行盲法处理，以减少对阅片的潜在暗示影响。

1.4 数据处理

所有数据均采用Epidata 3.1软件建立数据库并统一录入，采用SPSS 19.0软件进行数据处理。计量资料的多组间比较，采用单因素方差分析；采用Spearman系数进行相关性分析，r>0.7为显著相关，r=0.5～0.7为强相关，r=0.3～0.5为中等程度相关，r<0.3为弱相关。以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

60例患者的全部腰椎间盘突出程度分级，以及椎旁肌群的DFF与RCSA数值情况，见表1所示。经Spearman相关系数分析，多裂肌、最长肌和腰大肌的RCSA值，均与椎间盘突出程度呈较强的相关性(P<0.01)；上述肌群的DFF值均与椎间盘突出程度呈中等程度的相关性(P<0.05)。腰椎间盘的Pfirrmann分级越高，多裂肌、最长肌和腰大肌的RCSA值越低、DFF值越高，差异均有统计学意义(P<0.05)。

表1 腰椎间盘突出Pfirrmann分级的椎旁肌群变化情况及其相关性分析

3 讨论

椎间盘突出是常见的腰椎退行性变之一，对于出现严重腰腿痛等症状、日常生活能力已明显受限者，则需接受临床治疗。目前，诸多学者均已证实，椎旁肌群锻炼可显著改善腰椎间盘突出所致的腰腿疼痛和功能障碍[4-5]，认为可通过增强多裂肌、竖脊肌和腰大肌等肌力，从而改善腰椎的生物力学平衡[6]，达到治疗目的。增强椎旁肌群功能虽有益于LDH的临床缓解，但关于椎旁肌群变化与腰椎间盘突出程度的相关性研究，目前尚少见报道。

本研究通过测量60例患者的MRI T2加权像椎旁肌群DFF与RCSA数值，并进行椎间盘突出程度的Pfirrmann分级，得出表1数据，结果显示：随着腰椎间盘突出程度的逐渐加重，其多裂肌、最长肌和腰大肌的RCSA值逐渐减少，且DFF值则逐渐增加，差异有显著的统计学意义(P<0.01)。我们进一步行Spearman相关系数分析显示：上述椎旁肌群的相对横截面积和脂肪浸润程度，均与椎间盘突出程度呈较强或中等程度的正相关关系(P<0.01或P<0.05)。国内赵银霞等[7]观察了椎旁肌脂肪含量与椎间盘退变Pfirrmann分级的相关性，认为双侧多裂肌、竖脊肌的脂肪含量均与腰椎间盘Pfirrmann分级有弱相关性(P<0.05)，而腰大肌脂肪浸润程度与之相关性不大(P>0.05)；而刘栋[8]则认为，LDH患者的患侧多裂肌较健侧会发生萎缩、脂肪浸润等形态变化，且随着病程延长，多裂肌的萎缩及脂肪浸润程度都会加重；陈进军等[9]通过CT扫描测量腰大肌横断面积，认为腰大肌萎缩是腰椎间盘突出的解剖因素之一。上述学者虽未进行椎旁肌群变化的系统性观察，但均证实，椎旁肌群的萎缩和脂肪浸润与腰椎间盘突出有密切关系，亦佐证了本文的研究结论。我们分析认为，椎旁肌群、脊柱神经系统和椎体、椎间盘等结构共同构建了脊柱稳定性，相互独立而又互相作用，若椎旁肌群或椎间盘等某一结构发生退变，其他结构亦可受到明显影响。多裂肌与腰大肌都是维持腰椎稳定性的主要肌群之一，尤其是在冠状面与矢状面的稳定性维持方面，且多裂肌与最长肌亦是维持腰椎解剖位置的主要肌群之一。若上述肌群发生脂肪浸润或萎缩等改变，可对脊柱稳定性产生明显的不良影响，导致椎间盘或关节囊等部位的生物力学负荷增加，进而导致腰椎失稳、腰痛或椎间盘退变等病变。反之，若其椎间盘已发生退变，亦可导致腰椎失稳、椎旁肌予以功能代偿等情况，随着时间推移，可引起椎旁肌的生物力学失衡、退变等情况[10]。

目前，关于椎旁肌群变化的影像学研究并不少见，但对肌肉横截面积的测量均以实际数据为主[11-12]，本研究的优势在于：我们在获取肌肉横截面积测量值的基础上，进一步计算RCSA值(即肌肉与椎体的横截面积比值)，从而避免了不同对象的体格差异所致影响，使得数据结论更为可靠。总而言之，椎旁肌群的退变与腰椎间盘突出程度有密切相关性，其中，多裂肌、腰大肌和最长肌的相对横截面积与其呈较强的正相关关系；而上述肌群的脂肪浸润程度则与之呈中等程度相关性。