季松岭,张 潜
(遵义医学院人体解剖学教研室,贵州遵义 563099)
腰方肌是位于腹后壁、脊柱两侧呈不规则四边形的骨骼肌,其内侧有腰大肌,后方有竖脊肌。起自髂嵴的后部,向上止于第12肋和第1~4腰椎横突。该肌的作用是下降和固定第12肋,并使脊柱侧屈。受腰神经前支支配。目前关于腰方肌的报道已较多,其中多与腰部疼痛有关[1-3],同时有文献报道自体腰方肌移植替代臀中肌的临床病例[4],为小儿麻痹症后臀肌萎缩提供良好治疗方案。然而专注于对腰方肌的肌构筑学研究未见详细报道。本文从肌构筑学角度对腰方肌做进一步研究,为研究腰方肌在躯体运动中产生的力量、速度及临床中出现腰背部疼痛等方面提供解剖学资料。
用福尔马林固定1年以上的成年尸体6具,完整取下双侧腰方肌(共12块),其中男尸5具,女尸1具。仔细剥离表面附着脂肪及筋膜组织,保留腰方肌的神经干。对其大体形态进行观察。根据Wickiewicz[5]方法,分别测量和计算腰方肌的以下肌构筑指数:
肌重(Muscle Weight,MW):使用电子秤进行称重。
肌长(Muscle Length,ML):使用游标卡尺测量肌纤维最近起点到最远止点间的距离。由于腰方肌是一块近似于四边形的扁肌,在测量肌长时选取肌的起点到第12肋及各腰椎止点的多处距离进行测量,最后取均数代表该肌肌长。
肌纤维长(Fiber Length,FL):使用游标卡尺测量分离后的单根肌束长,代表该肌纤维长。
肌节数/单根肌纤维(Sarcomere Number/fiber,SN/F):单根肌纤维所包含的肌节数。
羽状角(Pinnation Angle,PA):肌纤维与其止腱形成的夹角,即肌纤维与肌拉力线之间的夹角,用量角器在肌表面进行测量。
生理横切面积(Physiologic Cross-Sectional Area,CSA)按此公式计算:CSA=[MW(g)×cos(]/[FL(cm)×肌密度(g/cm3)]。为羽状角,肌密度为假定值即为 1.112g/cm3[6]。
为避免尸体固定时肌纤维长度可能受到的影响,本研究中肌纤维长以标准化肌节长为2.7 μm[7]来进行校正,以利于各肌间进行比较。所有数据均采用SPSS17.0软件进行统计学处理。所得数据均采用平均数±标准差(s)来表示。
腰方肌是一块宽厚的扁肌。其肌构筑学指数如下:平均肌重为 112.62 ±10.09 g,肌纤维长14.86±1.98 cm,生理横切面积 10.21 ±1.01 cm2(见表1)。
表1 腰方肌的构筑学指数(s)
表1 腰方肌的构筑学指数(s)
FL/ML 1(左)项目 肌重(g)MW(g)肌长(cm)ML(cm)肌纤维长(cm)FL(cm)生理横切面积(cm2)PCSA(cm2)肌纤维长/生理横切面积FL/PCSA肌纤维长/肌长119.46 16.23 11.52 9.33 1.23 0.75 1(右)121.73 15.46 10.79 10.14 1.06 0.70 2(左)108.33 14.33 10.10 9.65 1.04 0.70 2(右)110.78 13.79 9.31 10.70 0.87 0.68 3(左)101.10 13.98 8.47 10.73 0.79 0.61 3(右)106.35 13.67 8.16 11.72 0.70 0.60 4(左)125.30 18.62 13.26 8.50 1.56 0.71 4(右)127.49 17.39 12.99 8.83 1.47 0.75 5(左)113.74 15.43 10.44 9.80 1.07 0.68 5(右)119.13 15.31 9.97 10.75 0.92 0.65 6(左)98.32 12.31 10.88 10.88 0.75 0.66 6(右)99.71 11.78 11.45 11.45 0.68 0.66 s 112.62 ±10.09 14.86 ±1.98 10.08 ±1.83 10.21 ±1.01 1.01 ±0.29 0.68 ±0.05
腰方肌与腰大肌和腰小肌共同形成了腹后壁部分,但是后两者属下肢肌群,而属腹后壁的肌肉仅为腰方肌。该肌血供由腰动脉、髂腰动脉的腰支和肋下供应。神经则由第12对胸神经和上3位或4位腰神经的前支支配。其作用为起到固定第12肋,协助稳定膈肌下部,起到帮助吸气的作用。当骨盆固定时,腰方肌一侧收缩使脊柱向同侧侧屈,两侧肌同时收缩,可伸腰部脊柱。
肌构筑是对一块骨骼肌在速度、力量及动幅等方面做出的定量化测定[8]。研究发现,以肌构筑学特征可将骨骼肌分为速度型肌和力量型肌。骨骼肌的肌纤维长与其生理横切面积的比值,可以反映骨骼肌是否倾向于速度型肌肉,比值越大则说明该肌越倾向于速度型肌;而生理横切面积与肌重的比值则反映骨骼肌是否倾向于力量型肌,比值越大则说明该肌越倾向于力量型肌[9-10]。本研究中,测得的腰方肌的肌纤维长与生理横切面积之比为1.01 ±0.29;生理横切面积与肌重之比为 0.09 ±0.02。腰大肌两者比值分别为 1.1 ±0.16 和 0.1±0.01[11],腰髂肋肌分别为2.12 ±0.81 和0.09 ±0.01,腰方肌与之相比倾向于力量型肌。腰方肌肌重112.62 ±10.09 g,与腰髂肋肌肌重57.43 ±8.96 g、胸棘肌肌重 58.03 ±10.11 g相比明显要大;腰方肌的生理横切面积为10.21±1.01 cm2,相比腰髂肋肌4.96 ±1.87 cm2、胸棘肌 7.84 ±2.21 cm2明显要大。因此,腰方肌在稳定人体腰椎中担任力量型肌,在侧屈及直立中起重要作用。
Phillips S[12]研究证明腰方肌的肌束,约一半止于第12肋,其余的肌束止于腰椎横突上,肌束的这种分布可以使肌肉收缩时拥有更大的合力。作用于腰椎上的肌束,在腰椎产生的伸肌力与横向的侧屈力未及竖脊肌产生相同运动时所产生力的10%。Stark H等[13]测量躯干及腹肌深层肌群时,发现腰方肌比周围其他肌肉拥有更大的弹性力,可以完成更大的收缩距离。Park RJ等[14]以腰方肌止点不同,将其止于第12肋的肌束划分为前群、将其止于腰椎的肌束划分为后群,研究发现这两部分在脊柱的侧屈运动中具有相似的基本功能。然而前群肌在参与稳定胸廓下口中发挥的作用明显高于后群,而后群在躯体旋转运动及稳定脊柱腰段中发挥的作用明显大于前群。前群与后群合力稳定胸廓下口及脊柱腰段。
在腰椎结核或脊髓损伤减压术等脊椎手术中,钱天友[15]以及齐新文等[16]均以腰方肌为标志,经骶棘肌腰方肌间隙入路,对目的区域进行手术,最大限度的保持脊柱的稳定性避免并发症。在临床治疗小儿麻痹导致的臀中肌瘫痪中,姚本礼[4]根据腰方肌的起点与臀中肌的止点基本位于同一部位,应用腰方肌代替臀中肌进行治疗,取得良好的治疗效果。
对于腰方肌的结构及其神经分布本研究并未涉及,需进一步的探讨。腰方肌在躯体运动中与多块肌肉产生协同作用。其中在躯体后伸运动中,与竖脊肌等共同参与运动。在躯体侧屈运动中,与腹直肌、腰大肌及竖脊肌等共同完成运动。腰方肌与竖脊肌、腰大肌等肌肉通过相互协同与拮抗作用,共同参与稳定腰椎。
[1]Kountouris A,Portus M.Cricket Fast Bowlers Without Low-Back Pain Have Larger Quadratus Lumborum A-symmetry Than Injured Bowlers[J].Clin J Sport Med,2013,1:1 -5.
[2]宋宪强,张俊刚,郝晓光.散打后鞭腿训练导致腰方肌损伤的成因分析[J].南京体育学院学报:自然科学版,2012,2:40 -41.
[3]Park R J,Tsao H.Changes in direction-specific activity of psoas major and quadratus lumborum in people with recurring back pain differ between muscle regions and patient groups[J].J Electromyogr Kinesiol,2013,6411(13):8-27.
[4]姚本礼.腰方肌替代臀中肌的手术治疗探讨(附2例报告)[J].现代康复,1998,5:493.
[5]Wickiewicz T L,Roy R R ,Powell P L ,et al.Muscle architecture of the human lowerlimb[J].Clin Orthop,1983,179(4):317 -321.
[6]Ward S R ,Lieber R L .Density and hydration of fresh and fixed skeletal muscle[J].J Biomech ,2005,38(11):2317-2320.
[7]Lieber R L ,Loren G J.In vivo measurement of human wrist extensor muscle sarcomere length changes[J].J Neurophysiol,1994,71(3):874 -881.
[8]Delp S L,Suryanarayanan S.Architecture of the rectus abdominis,quadratus lumborum,and erector spinae[J].J Biomech,2001,34(3):371 -375.
[9]Wickiewicz T L,Roy R R ,Powell P L,et al.Muscle architecture of the human lowerlimb[J].Clin Orthop,1983,179(4):317 -321.
[10]Mattila M,Hurme M.The multifidus muscle in patients with lumbar disc herniation.A histochemical and morphometric analysis of intraoperative biopsies[J].Spine,1986,11(7):732 -738.
[11]刘建,李寿田,朱光琼,等.人腰大肌的肌构筑学研究[J].遵义医学院学报,2012,35(6):477 -479.
[12]Phillips S,Mercer S.Anatomy and biomechanics of quadratus lumborum[J].Proc Inst Mech Eng H,2008,222(2)151-159.
[14]Park R J,Tsao H,et al.Differential activity of regions of the psoas major and quadratus lumborum during submaximal isometric trunk efforts[J].J Orthop Res,2012,30(2):311-318.
[15]钱天友,敖竣,何兴川,等.经骶棘肌腰方肌间隙行胸腰段脊柱脊髓损伤侧前方减压术[J].中国脊柱脊髓杂志,1999,2:67 -69.
[16]齐新文,王兆杰,安荣泽,等.经骶棘肌腰方肌间隙入路一期病灶清除植骨内固定治疗胸腰椎结核[J].实用医学杂志,2010,2:263 -265.