腰椎多裂肌磁共振数据与关节突关节退变的相关性

张军

(复旦大学附属中山医院青浦分院骨科，上海 201700)

腰椎关节突关节退变是炎症、感染、慢性劳损、体位不良等导致机械应力分布失衡或负荷过度所致，早期无明显改变，中晚期在影像学上多呈现为关节软骨明显磨损、关节面下骨硬化变形[1-2]。本病的治疗多见于关节积液的防治、解热镇痛、促进软骨形成及抑制软骨分解等，虽有一定疗效，但对于关节突关节退变的控制仍有不足[3]。腰椎多裂肌在生物力学中起到的作用，主要是维持腰椎的稳定和防止椎体过度活动，保护脊神经及邻近血供，缓解外力冲击，其横截面积的缩小及脂肪变性的增加，与多数腰椎疾病均有关系[4]。磁共振(Magnetic resonance,MR)可从任意切面对病灶进行全方位扫描，在软组织、微血管、关节内炎性损伤等方面均有较高的分辨率。基于此，本文对腰椎多裂肌MR数据与关节突关节退变的相关性进行详细分析，为提高腰椎关节突关节退变的疗效提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择本院2018年9月-2020年8月收治的96例腰椎关节突关节退变患者作为研究对象，男44例，女52例；年龄46-77岁，平均(62.8±4.5)岁；病程4个月-9年，平均(5.6±0.8)年；体质量指数(body mass index,BMI)19.5-31 kg/m2，平均(25.8±3.2)kg/m2。本研究经本院伦理委员会审核批准，患者均签署知情同意书。

纳入标准：①患者存在不同程度下肢和腰背部放射性疼痛、串痛、腰椎活动受限、关节僵硬等；②影像学检查见腰椎关节突关节结构形态改变，病椎分布L1-L5；③未接受过理疗、药物等任何影响临床判断的治疗。排除标准：①存在腰椎骨折、手术史、骨质疏松症、关节周围活动性出血、肿瘤及椎旁肌肉感染或外伤；②有类风湿性关节炎、脊椎侧凸畸形、强直性脊柱炎、代谢性骨病或长期服用影响骨代谢的药物；③患有严重心脑血管、肝肾系统疾病、精神疾病；④体内有金属物质或意识交流障碍，不能配合检查者。

1.2 检查方法

使用飞利浦1.5T MR成像系统进行检查，患者取仰卧位，腰部自然放松，扫描范围L1-S1，采用CTL脊柱相控阵线圈。矢状位T1WI序列参数：TR 820 ms，TE 11 ms，扫描层厚3 mm，层间距0.3 mm，视野21 cm×21 cm；矢状位T2WI序列参数：TR 3650 ms，TE 87 ms，扫描层厚3 mm，层间距0.3 mm，视野28 cm×28 cm；轴位IDEAL-IQ序列参数：翻转角4°，TR 8.0 ms，TE 1.2 ms、5.2 ms、9.2 ms、13.2 ms，扫描层厚3 mm，层间距0.3 mm，视野32 cm×32 cm。在轴位T2加权像上进行多裂肌横截面积(cross sectional area,CSA)测量(见图1)，通过高压注射器经肘静脉注射对比剂钆特酸葡胺100 mL，速率3 mL/s，再以同样速率注射0.9%生理盐水30 mL，延迟20 s后进行增强扫描。所得图像传入GEAW 4.6工作站进行处理，由2位脊柱外科医师进行分析。

图1 多裂肌CSA 轴位T2加权像上圈出的多裂肌范围

1.3 观察指标

(1)腰椎关节突关节退变分级：参考《骨关节炎诊疗指南》[5]和关节突关节Weishaupt分级进行评价，0级：关节结构及形态无改变；1级：轻度退变，有轻微骨赘或轻微关节间隙狭窄；2级：中度退变，有明显骨赘、关节突肥大，关节间隙中度狭窄，轻微关节软骨下骨受累；3级：重度退变，关节破坏严重，关节间隙严重狭窄，软骨下骨硬化或囊肿。(2)腰椎多裂肌MR数据：左右侧多裂肌CSA、左右侧脂肪化程度、椎体横截面积。其中多裂肌脂肪化程度为多裂肌和皮下脂肪图重合部分的像素/椎旁肌肉总像素×100%，以红色表示(图2)；椎体横截面积为多裂肌相应层面上椎体的面积大小，不包含附近椎弓根、骨赘、脂肪及其他软组织等。

图2 多裂肌脂肪化程度 黑色区域为肌肉组织，红色区域为脂肪组织

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 腰椎关节突关节退变分级及分布

96例患者有腰椎关节突关节退变134个，其中节1级退变41个，2级62个，3级31个；椎段分布：L1-28个，L2-316个，L3-432个，L4-554个，L5-S124个，见表1。

表1 腰椎关节突关节退变分级及椎段分布

2.2 腰椎不同椎段的多裂肌MR数据分析

L1-2、L2-3、L3-4、L4-5、L5-S1的左右侧多裂肌CSA、左右侧脂肪化程度比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；L1-2、L2-3、L3-4、L4-5、L5-S1的椎体横截面积比较，差异均无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 腰椎不同椎段的多裂肌MR数据分析

2.3 腰椎多裂肌MR数据与关节突关节退变的相关性分析

经Pearson直线相关法分析，腰椎左右侧多裂肌CSA与关节突关节退变呈负相关(P<0.05)，腰椎左右侧脂肪化程度与关节突关节退变呈正相关(P<0.05)，椎体横截面积与关节突关节退变无相关性(P>0.05)，见表3。

表3 腰椎多裂肌MR数据与关节突关节退变的相关性分析

3 讨论

本研究结果显示，96例患者的关节突关节退变以2级为主，说明关节突关节退变发现时，患者的关节结构及形态已有较明显的损害，可对日常生活功能造成严重影响。关节突关节退变多集中在L3-4和L4-5，这是因为L4-5的生理曲度相对大于L1-3，是全身应力集中的部分，在临床中损伤率最高[6]。因此，L1-2的左右侧多裂肌CSA相对高于L2-3、L3-4、L4-5、L5-S1，而左右侧脂肪化程度显著低于L2-3、L3-4、L4-5、L5-S1。多裂肌是腰背部深层肌肉，具有强大的收缩力，在长期不良姿势、各类急性或慢性损伤下，可出现肌肉内压力增大、肌力流失、无菌性炎症，从而出现多裂肌耐力退化和萎缩、变性[7]。L4-5的多裂肌萎缩和脂肪变性最为严重，临床可据此进行关节突关节退变的重点防治，并针对性地进行背桥、平板支撑等锻炼，以提高多裂肌功能，延缓腰椎病变的发生发展。

相较于L3-4、L4-5，L5-S1的左右侧多裂肌CSA有所升高，左右侧脂肪化程度有所下降。笔者分析认为，这与脊柱上各椎段的活动最终都会过渡到腰椎最下面的两个活动节上，而骶椎的位置相对固定，一般不参与脊椎活动，亦不产生缓冲作用有关。但也有研究认为，L5-S1受力最多，需要较大的力量来维持腰椎的稳定性，肌肉损伤相对更重[8]。不同椎段的左侧多裂肌CSA均稍低于右侧多裂肌CSA，左侧脂肪化程度均稍高于右侧脂肪化程度，考虑是因为腰椎左右受力不均所致[9]。经Pearson直线相关法分析可知，腰椎多裂肌CSA越高，关节突关节退变程度越低，这是因为多裂肌收缩功能主要依靠小束肌肉共同完成，随着小束肌肉的断裂、纤维化等，不仅腰背酸痛呈进行性加重，失去支撑与牵拉力的腰椎也会出现多种疾病，且易反复发作[10]。脂肪组织入侵肌肉组织，除进一步加重肌活动无力及关节突关节退变外，还会增加局部酸性物质、趋化因子的释放，影响椎旁节段神经对肌肉、腰椎运动及感觉的控制[11]。椎旁肌脂肪浸润率会随年龄增长而升高，MR测得的脂肪化程度<10%，表明椎旁肌肉正常或有轻微退变；若>10%，并有持续增高趋势，则提示椎间盘膨出、腰椎侧凸等风险增加[12]。

综上所述，腰椎多裂肌MR数据可提示关节突关节退变程度，临床可根据患者的多裂肌与关节突关节退变情况尽早采取干预措施，以控制多裂肌及关节突关节退变，提高临床疗效。