Front Surg：腰椎多裂肌退变对上腰椎间盘突出症的影响

腰椎间盘突出症（LDH）是一种非常普遍的退行性脊柱疾病。突出的髓核压迫或刺激窦神经和神经根，引起腰痛、下肢疼痛、麻木等临床症状。它是人类腰痛和坐骨神经痛的主要原因。随着工作和生活习惯的改变，LDH患者的比例急剧增加，且患者趋于年轻化，损害了患者的身心健康，已成为威胁人类健康的主要疾病之一。超过90%的患者LDH处于L4/5或L5/S1水平，我们称之为低LDH （LLDH）。其余不到10%的LDH发生在L3/4及以上，统称为上LDH (ULDH)。LLDH通常由性别、体重、职业和生活习惯引起，椎间盘退变和慢性劳伤是主要原因。ULDH的确切发病机制尚不清楚，相关研究相对较少。一些脊柱生物力学研究表明，腰椎间盘退变引起LDH的主要原因是腰椎不平衡。这与MF密切相关，后者控制脊柱弯曲并维持机械稳定性。

腰椎MF是腰骶区最大的后肌群，对提供腰椎节段稳定性极其重要，是腰椎的动态稳定器。腰椎MF加强腰椎前凸，在腰椎旋转过程中抵抗腰椎屈曲，从而调节椎间负荷和压力的分布。许多研究探讨了棘旁肌对腰椎退行性疾病的影响。MF的退行性变可导致原有生物力学关系的改变，增加椎间盘的负荷，最终导致LDH。研究表明，患者观察到脂肪浸润到椎旁肌肉的比例较高。LDH患者的棘旁肌肉含有更多的干细胞，这些干细胞具有更高水平的成纤维细胞和脂肪生成基因表达。椎旁肌肉的变性和脂肪浸润可加重腰痛的症状。

椎旁肌肉脂肪浸润与小关节退变和椎间隙狭窄有关。腰椎小关节退变程度较高的患者椎旁脂肪浸润明显增加。相关研究表明，多纤维肌脂肪浸润是影响椎间盘退变程度的独立因素。Shi等人发现Pfirmann分类与MF脂肪浸润有很强的正相关（Rho = 0.57, P < 0.001），与腰肌大肌（psoas major muscle， PM）有中度正相关（Rho = 0.31, P < 0.001）。此外，肌肉的对称性也成为人们关注的焦点。一些研究表明，MF的横截面积（CSA）不对称可用于指示潜在的脊柱异常。相关研究探讨了PM肌与腰椎不平衡的关系。一般认为PM能维持腰椎的稳定性。PM的双侧不对称或萎缩也会导致腰椎稳定系统的力分布不均匀，增加椎间盘的剪切应力，最终导致椎间盘突出。

随着高分辨率腰椎计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）的出现，我们对LDH的发病机制有了更深入的了解。特别是，腰椎退变与相关的支撑结构密切相关。MRI已经能够通过阈值分割技术有效区分肌肉和脂肪组织，相关研究表明间接评价腰椎MF特征的有效性和可靠性。研究MF变性与脊柱相关结构的关系，对预防或治疗脊柱病变具有重要的指导意义。以往关于MF与LDH的研究多集中在下腰椎节段，分析MF退变与ULDH关系的研究较少。参数有限，测量结果差异不具有可比性。其中一些研究使用富士软件进行图像分析。本研究旨在通过比较ULDH患者与健康人MF的MR特征，分析MF变性对ULDH的影响。这一比较有助于了解MF变性如何促进ULDH的发生或进展，填补了相关研究领域的空白。

方法：采用3.0T磁共振成像（MRI） T2轴向加权图像对93例ULDH患者和111名健康受试者进行回顾性分析。本研究采用倾向得分匹配（PSM）方法对65对被试进行分析。腰痛（LBP）的横截面积、脂肪浸润面积、前后径（APD）、外侧径（LD）、双侧多裂肌相应水平的横截面积、相应截面的椎间盘面积、视觉模拟评分（VAS）评分。对于组间比较，我们根据数据类型使用t检验、方差分析（ANOVA）、Mann-Whitney U检验、Kruskal-Wallis检验、卡方检验或Fisher精确检验。采用Pearson相关分析研究VAS评分与相关指标的相关性，并采用接受手术特征（ROC）曲线分析法建立上腰椎间盘突出症的预测模型。最后，进行单因素和多因素logistic回归分析，建立高腰椎间盘突出症风险的预测模型。

(a) 椎间盘突出节段矢状面；(b)腰椎多裂肌（MF）、腰肌大肌（PM）、腰椎间盘（LID）划定范围图；(c)前后径（APD）、侧径（LD）测量示意图；APD为MF前后两条平行线的垂直距离，LD为多裂肌外缘最突出点至棘突中线的水平距离。

参与者的人口统计和基线特征

相关分析图。BMI，身体质量指数；LFCSA：左脂肪浸润截面积；MF，多裂肌；PMCSA，腰大肌横截面积；RFCSA，右侧脂肪浸润截面积；RLD，右侧外径；RMFI，右腰椎多裂肌指数；TFCSA：总脂肪浸润截面积；视觉模拟评分

L1/2接收机工作特性曲线。AUC：曲线下面积；rLFCSA：左侧脂肪浸润相对截面积；rRFCSA，右侧脂肪浸润相对截面积；LMFI，左腰椎多裂肌指数；rPMCSA，腰大肌相对横截面积；rTFCSA：相对总脂肪浸润截面积。

L2/3接收机工作特性曲线。AUC：曲线下面积；TFCSA：总脂肪浸润截面积；rPMCSA，腰大肌相对横截面积。

L3/4接收机工作特性曲线。AUC：曲线下面积；TFCSA：总脂肪浸润截面积；rPMCSA，腰大肌相对横截面积。

L1/2单因素和多因素影响因素分析（logistic回归）。BMI，身体质量指数；CI，置信区间；LMFI，左腰椎多裂肌指数；OR，优势比；rPMCSA，腰大肌相对横截面积；PMCSA，腰大肌横截面积。

L2/3单因素和多因素影响因素分析（logistic回归）。BMI，身体质量指数；TFCSA：总脂肪浸润截面积；CI，置信区间；OR，优势比；PMCSA，腰大肌横截面积。

 L3/4单因素和多因素影响因素分析（logistic回归）。BMI，身体质量指数；CI，置信区间；TFCSA：总脂肪浸润截面积；OR，优势比；PMCSA，腰大肌横截面积。

结果：本研究比较了腰椎L1/2、L2/3、L3/4水平的脂肪面积，以及左外侧直径（LD） （MF）、L1/2左腰椎多裂肌指数（LMFI）、L1/2总脂肪浸润截面面积（TFCSA），发现病例组与对照组有显著差异（P < 0.001）。此外，我们观察到VAS评分与多项肌肉指标之间存在显著的正相关（P < 0.05）。此外，我们建立了ROC预测模型来评估L1/2、L2/3和L3/4水平腰椎间盘突出的风险，结果确定L1/2 TFCSA、L2/3 TFCSA和L3/4腰肌相对横截面面积（rPMCSA）是最具预测性的指标。最后，单因素和多因素logistic回归分析显示，L1/2 rPMCSA、L2/3 TFCSA与两种模型的腰椎间盘突出症风险显著相关。

结论：MF退行性变与ULDH的发生有显著相关性，且MF脂肪浸润面积越大，ULDH患者腰痛越明显。此外，TFCSA可以作为ULDH发生的指标。

原始出处： 

Wang B;  Xu L;  Teng P;The effect of lumbar multifidus muscle degeneration on upper lumbar disc herniation.Front Surg 2024;11:1323939