張?jiān)?，?俊

(遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱外科，貴州 遵義 563003)

腰椎退行性疾病是腰椎間盤、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)或椎旁肌退變引發(fā)的以下腰痛為主要臨床表現(xiàn)的一系列疾病，是脊柱外科的常見病及多發(fā)病。椎旁肌對(duì)于維持腰椎的生理曲度及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性具有重要意義[1]，若椎旁肌出現(xiàn)退變，可加速腰椎結(jié)構(gòu)的退變[2]，使腰椎的生理曲度丟失，穩(wěn)定性降低，從而導(dǎo)致一系列癥狀的發(fā)生。椎旁肌在解剖上分為前群和后群，前群主要包括腰大肌、腰小肌和腰方肌，后群主要為多裂肌、豎脊肌、半棘肌、回旋肌和橫突間肌。椎旁肌的退變?cè)谛螒B(tài)學(xué)上包括肌肉質(zhì)和量的改變，即脂肪浸潤(rùn)(肌肉被脂肪組織滲透代替)和肌肉萎縮(肌纖維變細(xì)或減少，肌肉體積縮小)。通過(guò)影像學(xué)圖像分析測(cè)量椎旁肌脂肪浸潤(rùn)程度及椎旁肌橫截面積，以此作為評(píng)估肌肉質(zhì)和量的指標(biāo)，探討肌肉退變與腰椎退行性疾病的關(guān)系。本文將從MRI、CT、超聲及新型影像學(xué)技術(shù)研究椎旁肌退變的方法、優(yōu)缺點(diǎn)及目前的進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為臨床診療提供參考。

1 MRI在評(píng)價(jià)椎旁肌退變中的應(yīng)用

MRI具有良好的軟組織分辨率，是目前研究椎旁肌最常使用的影像學(xué)方法。MRI可靠性高，其測(cè)量肌肉橫截面積及脂肪浸潤(rùn)程度在測(cè)量者間及測(cè)量者內(nèi)均具有極好的可信度[3]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)椎旁肌進(jìn)行組織活檢獲得的肌間脂肪組織沉積與MRI獲取的脂肪滲透具有良好的一致性[4]。目前的研究需要借助圖像處理軟件將肌肉邊界進(jìn)行分割，從而對(duì)目標(biāo)肌肉的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院網(wǎng)站的Image J是應(yīng)用最多的軟件。

1.1 MRI對(duì)椎旁肌橫截面積的測(cè)量

椎旁肌橫截面積作為評(píng)估肌肉量的指標(biāo)，對(duì)于分析腰椎退行性疾病相關(guān)因素與肌肉退變具有重要意義。在測(cè)量椎旁肌橫截面積時(shí)，操作者需熟悉目標(biāo)肌肉的解剖學(xué)及影像學(xué)表現(xiàn)，在圖像中沿肌肉邊界畫出感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)，雖然存在一定的主觀性，但是M?ki等[5]證實(shí)這種方法在評(píng)估者內(nèi)部具有較高的可重復(fù)性和可靠性。在測(cè)量平面的選擇上，有研究選擇單一節(jié)段的測(cè)量結(jié)果代表整體肌肉的水平[6]；但是Urrutia等[7]認(rèn)為單一節(jié)段的橫截面積并不能反映整體椎旁肌的退變情況，在病變程度較重時(shí)，即使單一節(jié)段的病變也可引起多節(jié)段椎旁肌的改變。因此，需要對(duì)多節(jié)段椎旁肌橫截面積進(jìn)行評(píng)估[8]。為了降低個(gè)體間差異，研究中多使用被測(cè)量者某一椎體橫截面積作為基值，通過(guò)將同水平肌肉橫截面積與椎體橫截面積的比值作為矯正值進(jìn)行分析[9]。

1.2 MRI對(duì)椎旁肌脂肪浸潤(rùn)程度的評(píng)估

MRI T2加權(quán)成像常用于脂肪浸潤(rùn)的定量研究，利用Image J的閾值，對(duì)ROI內(nèi)脂肪組織進(jìn)行著色，著色面積即為脂肪面積；或使用閾值分析ROI及皮下脂肪的像素灰度值，可以得到兩種峰值強(qiáng)度不同的信號(hào)區(qū)域，兩者交叉的范圍即為ROI內(nèi)脂肪面積[10]。脂肪面積與ROI總面積的比值即為脂肪浸潤(rùn)占比。

Sorensen等[11]于2006年對(duì)椎旁肌脂肪浸潤(rùn)程度進(jìn)行了分級(jí)，根據(jù)脂肪浸潤(rùn)占比大小將脂肪浸潤(rùn)程度分為3級(jí)：1級(jí)，正常/輕度肌肉退變，脂肪浸潤(rùn)占比0～20%；2級(jí)，中度肌肉退變，脂肪浸潤(rùn)占比20%～50%；3級(jí)，重度肌肉退變，脂肪浸潤(rùn)占比大于50%。該方法的提出彌補(bǔ)了脂肪浸潤(rùn)嚴(yán)重程度評(píng)估的空缺，為臨床確定脂肪浸潤(rùn)程度提供了標(biāo)準(zhǔn)，被廣大學(xué)者所接受。

2 CT在評(píng)價(jià)椎旁肌退變中的應(yīng)用

CT作為傳統(tǒng)的影像學(xué)檢查方法，可通過(guò)處理其圖像來(lái)獲取肌肉密度(即CT值，單位：HU)、橫截面積及脂肪浸潤(rùn)等數(shù)據(jù)，可重復(fù)性好，軟組織分辨率高。早期的研究已經(jīng)證明，通過(guò)CT可以評(píng)估肌肉量減少及脂肪沉積增加等肌肉退變征象[12]。

2.1 CT測(cè)量椎旁肌橫截面積

通過(guò)CT測(cè)定椎旁肌橫截面積的方法與MRI基本一致，均需要繪制ROI，可通過(guò)圖像處理軟件對(duì)腰椎旁肌橫截面積進(jìn)行測(cè)量，且CT還可以使用其獨(dú)有的CT值參數(shù)中標(biāo)準(zhǔn)化閾值(-29～+150 HU)識(shí)別肌肉組織，以獲得肌肉的橫截面積[13]。

2.2 CT測(cè)量椎旁肌肌肉密度

肌肉質(zhì)量的改變與脂肪浸潤(rùn)程度密切相關(guān)[14]，由于CT對(duì)脂肪內(nèi)質(zhì)子敏感，因此可通過(guò)CT評(píng)價(jià)肌纖維密度來(lái)反映肌肉質(zhì)量的改變。肌肉密度用CT值表示，指CT圖像中各組織與X射線衰減系數(shù)相當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)值，不同的組織由于其衰減系數(shù)不一而具有不同的CT值，在肌肉組織中，脂肪沉積程度越高，其CT值越低。Goodpaster等[15]通過(guò)肌肉活檢發(fā)現(xiàn)，肌肉中脂質(zhì)濃度每增加1 g/100 mL，CT值下降1 HU。基于此原理，可通過(guò)椎旁肌CT值評(píng)估肌肉質(zhì)量。

測(cè)量CT值時(shí)，ROI的選擇目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。Hicks等[16]在研究中選擇測(cè)量整塊肌肉的平均CT值；Kalichman等[17]則通過(guò)測(cè)量肌肉中心無(wú)脂肪組織沉積的CT值代表正常肌肉的密度；還有研究通過(guò)測(cè)量肌肉中心及內(nèi)、外側(cè)邊緣的CT值，取均值代表整塊肌肉的密度[18]。由于測(cè)量時(shí)ROI選擇不同，因此，難以將各個(gè)研究中正常和異常的肌肉密度參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，有待未來(lái)通過(guò)更多的研究制定出統(tǒng)一的測(cè)量準(zhǔn)則。

3 超聲在評(píng)價(jià)椎旁肌退變中的應(yīng)用

超聲成像是近年來(lái)研究肌肉形態(tài)特征和尺寸的常用方法之一，與其他成像方式相比，超聲是一種無(wú)創(chuàng)傷、低風(fēng)險(xiǎn)、低成本、便攜式的檢查方法。

3.1 超聲測(cè)量椎旁肌橫截面積

超聲主要是對(duì)椎旁肌后群進(jìn)行測(cè)量，在成像后，通過(guò)屏幕上的光標(biāo)沿肌肉邊界標(biāo)記或使用圖像處理軟件Image J等測(cè)量肌肉橫截面積，為了保證可靠性，測(cè)量時(shí)需要精確標(biāo)記肌肉邊界的內(nèi)邊緣[19]。對(duì)于超聲成像測(cè)量軀干肌肉尺寸可靠性的評(píng)估，多項(xiàng)研究結(jié)果顯示，超聲評(píng)價(jià)椎旁肌退變的可靠性從差到優(yōu)不等，整體報(bào)告的可靠性在可接受的范圍內(nèi)，高質(zhì)量的研究表明，其在操作者間往往具有較高的一致性[20-23]。

3.2 超聲測(cè)量椎旁肌其他參數(shù)

超聲還可以對(duì)肌肉的厚度、多普勒流速和僵硬度等進(jìn)行多平面定量分析[24-26]。有研究證明，使用超聲聯(lián)合肌電圖來(lái)研究椎旁肌時(shí)，多裂肌厚度與肌電圖信號(hào)高度相關(guān)，但在MRI與肌電圖聯(lián)合檢測(cè)時(shí)未發(fā)現(xiàn)肌肉厚度及橫截面積與肌電圖信號(hào)的相關(guān)性[23]。Espahbodi等[25]利用多普勒成像研究了椎旁肌動(dòng)脈血流發(fā)現(xiàn)，腰痛患者和正常人群的收縮期峰值血流速度(peak systolic blood flow velocity，PSV)均有類似成像，但腰痛患者的動(dòng)脈血流PSV比值更高，表明腰痛患者的椎旁肌需要更多的血供，這可能與腰痛的病理或代償機(jī)制有關(guān)。Masaki等[26]通過(guò)超聲橫波成像捕捉肌肉組織內(nèi)部的橫波傳播，計(jì)算速度獲得剪切模量，從而獲取肌肉的彈性圖像和組織剛度，結(jié)果顯示，腰痛與腰椎多節(jié)段椎旁肌僵硬有關(guān)。

超聲作為一種評(píng)估椎旁肌退變的方法，雖然其在軟組織分辨率及抗干擾方面存在不足，但其實(shí)時(shí)性是其他影像學(xué)手段無(wú)法取代的。當(dāng)前的研究主要通過(guò)研究正常人與腰椎退行性疾病患者超聲中某一參數(shù)的差異，分析椎旁肌退變與腰椎退行性疾病的關(guān)系。目前，超聲對(duì)椎旁肌的評(píng)估尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在未來(lái)的工作中應(yīng)側(cè)重于椎旁肌的定量評(píng)估，建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，為腰椎退行性疾病患者的診斷和治療提供實(shí)時(shí)、客觀的評(píng)估工具。

4 新型影像學(xué)技術(shù)在椎旁肌研究中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著對(duì)椎旁肌的深入研究，一些新型的影像學(xué)技術(shù)也被用于椎旁肌的研究中。Boissière等[27]利用MRI三維重建技術(shù)計(jì)算椎旁肌體積，年齡與椎旁肌體積無(wú)明顯相關(guān)性。這與傳統(tǒng)MRI方法得出的結(jié)果不一致，MRI三維重建技術(shù)雖然在評(píng)估椎旁肌體積方面更有優(yōu)勢(shì)，但其作為一種新技術(shù)，可信度有待進(jìn)一步論證。Schlaeger等[28]運(yùn)用基于化學(xué)位移編碼的水脂MRI檢測(cè)椎旁肌成分發(fā)現(xiàn)，椎旁肌肉質(zhì)子密度脂肪分?jǐn)?shù)可作為評(píng)估背伸肌力量的預(yù)測(cè)因子(r=0.34，P=0.002)。此外，還有學(xué)者將腰椎壓痕值代替橫截面積快速評(píng)估椎旁肌，發(fā)現(xiàn)腰椎壓痕值與椎旁肌橫截面積顯著相關(guān)[29]。與傳統(tǒng)的橫截面積測(cè)量相比，這種方法更加簡(jiǎn)單、快捷，有可能作為評(píng)估椎旁肌退變的新指標(biāo)。

5 椎旁肌影像學(xué)表現(xiàn)與腰椎退行性疾病的關(guān)系

多項(xiàng)研究通過(guò)橫截面積和脂肪浸潤(rùn)評(píng)估椎旁肌退變情況發(fā)現(xiàn)，腰椎退行性變患者的多裂肌、最長(zhǎng)肌、髂肋肌和腰大肌均存在不同程度的退變，其中多裂肌的退變?cè)谘低诵行约膊『徒邮苎凳中g(shù)的患者中更常見[30-32]。

目前，大量的研究表明，在腰椎退行性疾病患者中，椎間盤退變的Pfirrmann分級(jí)、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退變程度、疼痛程度、矢狀位力線等與椎旁肌退變顯著相關(guān)，患者的脂肪浸潤(rùn)越嚴(yán)重，椎旁肌橫截面積越小，提示其Pfirrmann分級(jí)越高，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退變?cè)絿?yán)重，疼痛程度越高，矢狀位力線也更趨近于病理狀態(tài)[33-36]。

在慢性下腰痛患者中，其脂肪浸潤(rùn)與疼痛程度顯著相關(guān)，說(shuō)明脂肪浸潤(rùn)導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)可能是引起疼痛的原因[37]。Thakar等[38]對(duì)腰椎滑脫患者的多裂肌進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，腰椎滑脫患者的多裂肌表現(xiàn)出肌肉萎縮征象，提示多裂肌萎縮有可能是腰椎滑脫的重要原因。

6 椎旁肌退變的影像學(xué)表現(xiàn)與其功能的內(nèi)在聯(lián)系

腰椎退行性疾病患者往往存在不同程度的腰背部功能障礙，表明椎旁肌形態(tài)學(xué)退變可能與椎旁肌功能相關(guān)。有學(xué)者測(cè)量腰痛患者的多裂肌及豎脊肌橫截面積并通過(guò)《Roland-Morris功能障礙問(wèn)卷》評(píng)估患者腰部活動(dòng)的功能障礙情況發(fā)現(xiàn)，肌肉橫截面積較大的患者功能障礙指數(shù)更低[39]。Le等[40]通過(guò)改良的Oswestry功能障礙指數(shù)評(píng)估下腰痛患者與腰痛相關(guān)的功能障礙情況發(fā)現(xiàn)，腰背部功能較好的患者M(jìn)RI圖像中椎旁肌的脂肪浸潤(rùn)程度更低。Lee等[41]對(duì)28例患者進(jìn)行等速肌力測(cè)試，并測(cè)量背伸肌L4/L5水平的橫截面積發(fā)現(xiàn)，腰背伸肌橫截面積是其力量的影響因素。既往的研究已經(jīng)初步確定了椎旁肌形態(tài)學(xué)退變與其功能的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，但未能闡明兩者的關(guān)系，期待將來(lái)更多的研究進(jìn)一步深入探索。

7 總結(jié)與展望

隨著人們對(duì)腰椎旁肌退變的重視，目前有大量研究報(bào)道了傳統(tǒng)影像學(xué)參數(shù)對(duì)腰椎退行性疾病患者中椎旁肌形態(tài)學(xué)退變的評(píng)估，逐步揭示了腰椎退行性疾病與肌肉退變的關(guān)系。但是不同的影像學(xué)方法目前尚缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系來(lái)評(píng)價(jià)椎旁肌退變程度，導(dǎo)致不同研究的結(jié)果無(wú)法比較分析。希望未來(lái)的研究中，建立統(tǒng)一的椎旁肌形態(tài)學(xué)退變?cè)u(píng)價(jià)體系，并基于患者腰部的功能障礙情況進(jìn)行研究，更好地為腰椎退行性疾病患者的診療及預(yù)后提供指導(dǎo)意見。