功能性腰椎不稳诊断研究进展

杜玲怡，樊天佑,王亚伦，陈 林，顾晶亮

(上海中医药大学附属上海市中医医院骨伤科，上海 200071)

Beazel等[1]、Panjabi[2]提出将腰椎不稳分为功能性腰椎不稳(Functional lumbar instability,FLI)和机械性腰椎不稳(Mechanical lumbar instability,MLI)。FLI又称为隐性腰椎不稳，亦被称为无滑脱性脊柱不稳。在讨论FLI时将其作为慢性下腰痛(Low back pain，LBP)的亚组之一，占导致LBP原因的20%～30%[2]。FLI通常是指患者出现腰痛症状，腰部卡压感，以及下腰部、臀部、大腿后侧外牵涉痛，而影像学仅显示患者椎间隙变窄，或仅存在椎间盘及关节突的退行性改变等。此外，病变节段活动度范围不大，未出现腰椎过度活动的证据，不符合腰椎不稳症的临床诊断标准。研究[3]表明，腰椎不稳会导致腰部功能障碍，并增加LBP的初次发作和随后复发的风险。传统医学认为目前该病属于“腰腿痛”范畴，其病理变化常表现为肾虚正气不足为本，感受外邪,跌扑闪挫为标的特点，而气滞血瘀，脉络痹阻是腰腿痛的基本病理过程[4-5]。临床尚无FLI的明确诊断标准[6-7],临床表现、相关的体格检查以及影像学检查，是诊断腰椎不稳的重要条件。FLI的诊断缺乏“金标准”，可结合临床表现、体格检查、影像学检查协助诊断。近年来国内外对腰椎不稳的诊断做了许多研究，也出现了许多有助于诊断这一疾病的方法,现就FLI诊断的研究进展作一综述。

1 腰椎稳定系统

Panjabi[8]提出腰椎稳定系统由三个子系统组成：脊柱系统(被动系统)、脊柱肌肉系统(主动系统)、神经控制系统。这三个子系统相互联系相互作用、相互依赖，从而共同维持脊柱的稳定。而其中脊柱肌肉系作为一个主动系统是尤为重要的环节。而仅凭脊柱稳定却没有肌肉附着是无法承受人体重量负荷的。如果肌肉和神经控制系统不能进行充分的代偿，骨骼间隙的完整性丧失将导致脊柱缺乏稳定性。不稳定可能是由于稳定系统的三个组成部分其中任何一个系统的功能障碍。这些子系统在功能上是相互依赖的，因此当其中一个子系统功能障碍时为保持稳定性对其他子系统提出更高的稳定要求。例如出现腰椎小关节的肥大、骨赘的形成，补偿由于肌肉系统力量降低导致的不稳定。同理主动系统核心肌功能的障碍也会因引起神经、肌肉的综合功能障碍,迫使脊柱本身给予反常代偿，这被认为是影响稳定的首要原因。而核心肌群功能的过分亢进，如椎旁肌肉止痛性收缩和增强的肌肉张力，也可导致脊柱系统的不稳定[9]。1992年Panjabi结合脊柱生物力学证明了脊柱运动节段的负荷位移曲线具有高度非线性，在脊柱中立位置周围发生的运动弹性较大，在脊柱运动的末端的运动受到的被动阻力增加。因此，提出了“中性区”的概念，认为脊柱的整个运动范围(Range of motion,ROM)可分为中性区和弹性区两部分。中性区就是关节活动度的起始部分，是针对最小内阻产生的脊柱运动。弹性区是ROM接近运动结束的部分，这部分运动是针对大量的内阻产生的。中性区位于脊柱高度柔韧的区域，而弹性区的运动则会增加对运动的内阻。因此，相对于ROM而言，中性区的增加引起来脊柱稳定性的丢失。目前学者们普遍认为核心肌群分为深层肌群和表浅肌群两类[10]，深层肌群包括腰方肌、多裂肌、腰大肌直接附着于腰椎，起着稳定腰椎的作用。另有研究[11]表明腹横肌是另一种核心肌肉，并不直接附着在腰椎上，其通过增加腹内压来提供稳定性的机制。核心肌群力量不足，也会导致脊柱稳定性的降低[8]。

2 FLI诊断

2.1 临床表现 临床表现较为复杂，且无特异性，但也有学者将其作为筛选FLI患者的依据，主要表现为腰痛和坐骨神经痛,难以与其他原因引起的腰痛相鉴别。其疼痛特点为动力性痛,通常表现为双侧急性发作的剧烈疼痛，制动后可缓解或消失，但易复发，在腰椎屈伸时可出现交锁现象。Bendnar[12]提出诊断脊柱不稳定的金标准是在手术或外固定过程中对椎骨刚度进行测量，这显然不适用于不需要手术的患者。且诊断依赖于影像学确认，患者会处于辐射之下，并且需考虑患者的经济因素，故需要有效的无创性检查。体格检查有助于确定及鉴别诊断FLI，并有助于提高对这种疾病的病因和治疗的认识。Cook等[13]对骨科认证的美国物理治疗协会的物理治疗师进行了一项调查，以确定是否存在关于确定腰椎临床不稳定的特定检查标准的共识。受访者一致认为[1]引起腰椎不稳的因素主要有以下三个方面：肌肉功能障碍、运动控制异常和力量损失。一些特殊的体格检查能够帮助探索功能性腰椎不稳新的诊断方法。

2.2 体格检查

2.2.1 异常运动模式(AMP)[14]：Pairs[15]从物理治疗师的角度对腰椎不稳定性进行了评价，提出了腰椎不稳定和过度活动之间的区别，将过度活动描述为定量测量，将不稳定描述为定性测量。因此，不稳定性和过度活动之间的明显差异是存在所谓的“异常运动”。①屈曲疼痛弧：运动中的某一特定点(或通过某一特定范围)时感觉到的疼痛；②返回疼痛弧：症状只发生在从屈曲到直立的过程中；③高尔基征(“大腿攀爬”)：患者从前屈返回到直立位置时用手扶住大腿借力回到直立姿势[16]；④不稳定性捕获：偏离主要运动平面的矢状位(例如，躯干屈曲时侧向弯曲或旋转)；⑤骨盆反向前倾：在屈曲返回直立过程中，先弯曲膝盖和将骨盆前移，然后才能回到直立位。以上只要出现一项测试既能认定APM为阳性。AMP是由于在运动过程中腰椎稳定性的丢失，结构完整性改变，腰椎刚度降低和神经肌肉控制减少所引起。Hicks等[17]招募了具有LBP且无下肢症状的受试者测试AMP的可靠性。认为APM仅有中等可靠性(k=0.6)同时认为该五项测试应为一项评估躯干运动完整性的综合测试。随后，Kasai等[18]在研究中发现AMP的五项测试灵敏度低26%，特异性好86%。认为AMP不适用于诊断腰椎不稳定。

2.2.2 俯卧不稳测试(PIT)：PIT是在患者俯卧，躯干支撑在检查台上，双下肢置于地面上进行的。在患者处于此位置的情况下，医生对腰椎的每个水平进行椎间运动测试。记录任何引起疼痛的刺激[17]。然后，患者将双腿抬起至地板上，并重复进行椎间运动测试。如果在静止位置有疼痛但在第二个位置减轻了疼痛，则测试为阳性。椎间运动可以用来刺激处于静息状态和活动收缩期间的肌肉。该动作增加大于静息状态脊柱刚度，但患者在抬腿支撑时腹横肌牵引力能够平衡增加的脊柱刚度[1]。Hicks等[17]通过对63例受试者的研究认为俯卧不稳定性测试有较高的可靠性(k=0.78)。

2.2.3 被动腰椎牵拉试验(PLE)：患者处于俯卧位，然后将双下肢同时抬高到离床约30 cm的高度，同时保持膝盖伸展并轻轻拉动腿部。PLE测试期间当两条小腿抬高时，患者抱怨腰部强烈疼痛，包括“腰痛”、“腰部非常沉重的感觉”、以及腰部区域被判断为阳性。当将小腿恢复到初始位置时，这种疼痛可消失。Kasai等[18]认为进行PLE试验时，腰椎处于过伸状态，导致前纵韧带或椎间盘纤维环张紧，关节囊松弛，周围的感受器强烈反应并引起腰痛。腰椎过度伸展引起疼痛，因此PLE测试用于评估简单腰椎伸展时疼痛临床症状的再现。同行对PLE的敏感性和特异性分别进行研究，PLE试验的敏感性和特异性分别为84.2%和90.4%。PLE测试的阳性似然比为8.84。故认为PLE试验是一种检查患者腰椎不稳的有效方法。但PLE测试阳性机制尚不清楚，仍然需要进一步的研究。Ferrari等[14]对比了PLE、异常运动模式及直腿抬高试验,认为PLE在评估腰椎不稳方面具有较高的可靠性。通过对腰椎不稳的临床测试可靠性的研究得出PLE测试具有出色的诊断准确性和良好的可靠性，因此它是比较适合检测腰椎不稳的测试。Esmailiejah等[19]也通过将术前对患者进行PLE与脊柱外科医生在脊柱不稳手术中的记录进行了比较，PLE的诊断效率高于其他研究,其敏感性78.8%，特异性94.7%，阳性预测值96.3%，阴性预测值72%，准确率84.6%。PLE对于评估腰椎的不稳定性具有较高的诊断价值。通过多数研究者的临床研究，均证明PLE试验是一个操作简单经济有效的检查腰椎稳定性的方法，可以用于腰椎不稳的诊断。

2.2.4 腰椎摇摆试验：患者取仰卧位，然后屈髋屈膝，将臀部和骨盆固定在屈曲位置后，引发腰部肌肉轻微的痉挛。如果患者在屈髋屈膝的同时诉腰部剧烈疼痛，即为阳性。Rathod等[20]招募了50例在中立位、过伸过屈位X线上L5-S1节段有最大角旋转和矢状平移的患者进行PLE和腰椎摇摆试验，结果表明腰椎摆试验与腰椎不稳定显着相关，敏感性(95.56%)，阳性预测值(93.47%)。腰部屈曲包括腰椎向前平移和旋转，腰部伸展包括向后平移以及矢状面水平上每个腰部运动段的旋转。因此保持了运动过程中的腰椎稳定性，需要各个运动段的协调运动以及在平移运动或旋转运动过程中都没有不稳定性。同时该研究发现腰椎摇摆试验与PLE相比有以下优点：①被动摇摆试验采取仰卧位姿势，与PLE试验相比该体位更为舒适；②在摇摆测试中，可以固定髋部和骨盆并尝试确定腰骶交界处的压痛位置，而在PLE测试中无法定位疼痛腰骶关节还是骶髂关节；③在PLE测试中，患者下肢抬高离床面30 cm，是可变的而不是标准的。该研究还存在一定局限性，在检查过程中患者可能因为疼痛不能充分运动掩盖不稳的症状[21]，且样本量较小，需要更进一步的研究，如有条件可结合动态MRI中的发现进行比较。

2.2.5 腰椎屈伸试验：Ahn等[22]提出了新的方法：测量腰椎屈伸运动中棘突间隙变化。患者双脚与肩同宽弯曲背部，把双手放在检查床上。医生检查患者的背部，重点检查棘突间的间隙。触诊患者背部的单个棘突间隙，并评估单个棘突间隙的宽度和上棘突相对于下棘突的位置。如果棘突的上下或前后间隙较相邻棘突增宽，则可能存在不稳定。选择疑似不稳的阶段，要求患者向前伸展上半身，当两只手都触及检查床的另一端，这就从屈曲状态恢复到腰椎伸展状态。在这个动作中，医生评估棘突间隙的变化。如果检查者确定棘突过程间隙的宽度与其他棘突过程间隙的宽度相比突然变窄，或上棘突相对于下棘突的位置比原来的位置向前或向后变化时即为存在不稳。棘间隙改变的敏感性和特异性分别为82.2%和60.7%。可认为该检测方法有效，但同时也发现椎间盘大小及患者体型可能会给该检查带来困难，还需要检查人员通过将体检结果与X线片进行比较，积累临床经验。尽管有上述临床试验来帮助诊断腰椎不稳，目前对于诊断不稳定性的最佳方法还缺乏共识，对于临床试验的敏感性和特异性还需要更大样本量的研究来进一步证实。

2.3 影像学检查

2.3.1 X线检查：有学者建议[23]使用腰椎过伸过屈位的动力位 X 线片来识别和量化在椎弓屈伸末端范围内节段的前后异常平移。这种成像方式已成为机械性腰椎节段不稳定性的诊断标准[17,24-26]。但是，目前尚无诊断标准来量化中性位置周围的功能不稳定[16-17,24]。有学者提出[27]腰椎动力位片是虽然是诊断不稳定的标准。由于疼痛或肌肉保护，患者可能不愿意或不能移动到终点[28]。Demoulin等[16]认为机械性腰椎不稳的诊断标准似乎不适合检测功能性腰椎不稳，认为腰椎动力位片不能提供关于脊柱稳定系统的活动和神经肌肉的有效信息，所提供的仅仅是在屈伸活动结束时的信息，无法显示在屈伸活动内所发生的情况。Dombrowski等[28]采用双平面X线成像与传统的静态X线成像，数据代表了一个异常运动的光谱，显示有些病人表现所谓的隐匿性动态不稳定，即用传统的静态X线成像显示不明显的椎体前后运动，这可能对治疗有重要的临床意义。在患者处于仰卧位可以减少椎旁肌肉的活动，可以发现动态X线中未发现的过度运动。Hey等[29]认为传统腰椎动力位片尚未标准化，特异性及敏感性还存在争议，并且他们提出新方法：腰椎平卧位X线片在评价腰椎不稳定性方面优于传统的屈膝位。患者先仰卧位拍摄屈膝X线片，然后采用常规站立、前弯姿势拍摄X线片。与传统方法相比，采用新的法测量腰椎活动角度平均大17.3(P<0.0001)。在L3-4、L4-5和L5-S1上最为显著(分别P<0.0001、P<0.0001、P=0.001)。目前对腰椎动力位片诊断腰椎不稳还存在争议，但不可否认X线能够给临床医生提供很多影像学信息，相比CT、MRI来说X线具有经济优势、检查时间短且患者接受度高。目前X线还是首选的影像学检查，但还需要更多临床试验来探索并改进传统的动力位X线检查方法提高其特异性、敏感性及阳性预测值。

2.3.2 CT检查：X线只能反应二维结构，CT除了能够更详细的显示平片所见，还可以清楚显示一些与神经根及马尾神经受压有关的改变。在传统腰椎不稳的诊断中，CT往往提示腰椎退变、椎间小关节方向改变和间隙变小、黄韧带变化，但对腰椎不稳的诊断缺少可靠依据。另外CT图像经三维重建技术处理后更加清晰，测量误差小，优于传统X线动力位片[30]。刘旭等[31]认为动力位片需要患者做过伸过屈动作，会给患者增加不便，其从静态腰椎 CT 平片入手，选取东北地区健康人群120例和腰椎不稳患者80例分别测量的腰椎前凸指数α，L4-5相对骶骨的距离d1和d2，侧凸指数θ等4个参数，发现腰椎不稳患者腰椎前凸指数比健康人更高，差异有统计学意义(P<0.05)，并运用统计学原理制定α以及d1/d2的诊断参考标准，腰椎不稳时：α 增大、d1/d2变小。研究表明α、d1/d2对诊断腰椎不稳具有重要临床参考价值。

2.3.3 MRI检查：MRI在判断腰椎稳定性方面兼具X线与CT的优越性，不但能显示骨性结构、椎间盘、小关节及腰椎退变程度，而且能清楚显示脊髓、圆锥、马尾和神经根的改变以及神经组织与周围结构的关系，对于明确腰椎节段性不稳有十分重要的诊断价值。MRI上可以发现椎间盘退变，椎间盘非对称性塌陷及椎间关节结构退变，另外矢状位T2加权像上出现的小关节积液信号是表示腰椎不稳定的一个因素，具有较高的阳性预测值[32]。Cho等[33]对94例接受了减压手术的退行性腰椎滑脱的患者进行研究发现，T2加权像关节面出现小关节积液信号提示腰椎不稳定，但对于无症状者，后纤维环在矢状位T2加权像上所呈现的高信号不能作为独立的诊断标。Patriarca等[34]评估腰椎动态MRI对腰椎稳定性诊断的有效性，通过对103例腰椎不稳患者309个节段进行仰卧至直立的平移运动进行了动态MRI研究，同时评估椎间盘退变、小关节骨关节炎、黄韧带肥大三个X线片上可观察到的参数，确定了对应的不稳定节段。结果表明动态MRI对于定位不稳定节段有很大帮助。但该研究只记录了需要手术的腰椎不稳病人并未扩展到所有腰痛病人，研究的有效性还需进一步证实。Chan等[35]研究了56例连续腰椎滑脱患者的仰卧MRI和屈伸、伸展和中立站立X线片，证明使用中立位片和仰卧位MRI可更多的发现患者出现动态不稳定。

2.4 其他方法 Yun等[36]选取35例腰椎退行性变(DLD)患者为DLD组及35例无症状患者为对照组，所有参与者站在一个测力板上，进行静站(QS)和原地举重(WL)任务，测试参与者在睁眼、闭眼、宽底和窄底条件下的QS时的中心压力及脊柱竖直肌肌电图，在眼闭和窄底条件下，DLD组表现出更高的肌肉活动和中心压力运动，可作为观察腰椎稳定性的参考。但该方法尚未广泛运用于临床，且样本量较小，还需进一步研究。

3 结 语

虽然目前对功能性腰椎不稳的诊断尚没有统一的标准，但随着近年来对FLI的研究越来越多，FLI的诊断标准逐渐明确。采用特异的体格检查有助于诊断FLI，根据研究异常运动模式、腰椎牵拉试验、腰椎摇摆试验都具有很好的辅助诊断作用，为增加其筛查价值临床医师在操作过程中需要严格、标准化操作步骤。动力位X线片也是协助诊断的重要手段，X线片比起CT、MRI有十分大的经济优势，且检查时间短，但由于FLI诊断缺乏临床客观指标的支持，在临床上需要与MLI及其他可能引起腰部疼痛的疾病鉴别。根据Kirkaldy-Willis[37]对脊柱不稳的表述，FLI的临床标准如下：①局限性腰痛和(或)伴有下肢牵涉痛；②腰部严重酸痛或无力感，久坐或久站症状加重和(或)腰部有“错位感”;③CT、MRI或造影检查，可发现有明显的腰椎间盘退变、椎间盘非对称性塌陷及椎间关节结构的退变，并能够排除其他疾病;④X线射片：正位片显示棘突序列明显异常;侧位片椎体前缘牵张性骨刺，椎间隙明显狭窄;动力位片腰椎屈曲;过伸侧位X线片显示椎体移动大于3 mm，角位移大于11°。综上所述，FLI由于缺乏统临床客观标准的支持，仍是一个排他性诊断，需要综合患者的临床症状、临床检查及影像学表现，在排除由于明显的腰椎疾病、炎症、风湿免疫疾病、肿瘤、怀孕等可能引起腰椎不稳的疾病[38]后才可诊断为FLI。