基于腰部多裂肌的生物力學(xué)和病理形態(tài)學(xué)研究探討腰部疾患的診治

王偉，周紅海，陳龍豪，陸延

（1．廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣西 南寧 530023；2．廣西中醫(yī)骨傷科生物力學(xué)與損傷修復(fù)重點實驗室，廣西 南寧 530001；3．廣西中醫(yī)藥大學(xué)骨傷學(xué)院，廣西 南寧 530001）

多裂肌位于骶骨至第2頸椎之間，對于穩(wěn)定脊柱關(guān)節(jié)起著重要的作用。腰部多裂肌是腰椎旁肌的重要組成部分，具有獨特的生物力學(xué)特征，對于維持腰椎穩(wěn)定至關(guān)重要。慢性腰痛、腰椎間盤突出癥、退行性腰椎滑脫癥等多種腰部疾患與腰部多裂肌的生物力學(xué)改變和病理形態(tài)學(xué)特征有關(guān)。近年來，關(guān)于腰部多裂肌的生物力學(xué)研究和病理形態(tài)學(xué)研究不斷深入，取得了一定的研究成果。本文對腰部多裂肌的生物力學(xué)和病理形態(tài)學(xué)研究進展進行了綜述，并基于這些研究成果從多裂肌的角度探討腰部疾患的診治，以期為腰部疾患的診治提供新的思路和方法。

1 腰部多裂肌的生物力學(xué)研究

1．1 腰部多裂肌的生物力學(xué)特征

腰椎旁肌對腰椎的穩(wěn)定至關(guān)重要，腰部多裂肌是腰椎旁肌的重要組織部分。腰部多裂肌的橫截面積大，肌纖維數(shù)量多、長度短，肌肉力量強。脊柱生物力學(xué)模擬實驗結(jié)果表明，腰部多裂肌的收縮能夠降低中性區(qū)的范圍，發(fā)揮維持腰椎穩(wěn)定的作用。Ward等的研究結(jié)果表明，腰部多裂肌的松弛肌節(jié)長度（2．06 mm）小于胸最長?。?．17 mm）與髂肋?。?．19 mm），但其彈性模量（91．3 kPa）是胸最長肌 （62．8 kPa）與髂肋?。?8．8 kPa）的近2倍。腰部多裂肌于腰椎兩側(cè)各有5束肌纖維，可分為淺肌纖維和深肌纖維。淺肌纖維跨越3～5個節(jié)段椎體，具有控制多節(jié)段椎體運動的作用；深肌纖維跨越2個節(jié)段椎體，具有較大的被動張力。腰部多裂肌的被動張力能夠通過肌筋膜的傳遞發(fā)揮穩(wěn)定腰椎和控制姿勢的作用。相較于淺肌纖維，深肌纖維穩(wěn)定腰椎的作用更強。

腰部多裂肌在維持姿勢平衡方面發(fā)揮重要作用，其生物學(xué)力學(xué)參數(shù)隨著姿勢改變而發(fā)生變化。Chan等采用肌骨超聲研究健康成人在不同體位時腰部多裂肌的生物力學(xué)參數(shù)變化，結(jié)果顯示健康成人在從仰臥位至站立位、站立前屈25°位、站立前屈45°位的過程中，腰部多裂肌的剛度逐漸增加；而腰部多裂肌的橫截面積從仰臥位至站立位逐漸增大至最大值，從站立位至站立前屈25°位、站立前屈45°位的過程中逐漸減小。Shaikh等采用MRI研究健康成人在站立、負重8 kg站立、站立屈曲45°、坐位屈曲45°、坐位直立、坐位伸展45°、仰臥等姿勢下多裂肌的生物力學(xué)參數(shù)變化，結(jié)果顯示 L～L、L～L、L～S節(jié)段的多裂肌的橫截面積均發(fā)生改變，由站立位到站立前屈45°位，橫截面積減少19%；仰臥位到坐位前屈45°位，橫截面積減少18%。人體在由直立位至前屈45°位過程中，多裂肌由靜息狀態(tài)逐漸被牽拉至緊張狀態(tài)。當人體位于前屈45°位時，多裂肌的橫截面積較小、剛度較大、彈性較小。

1．2 腰部多裂肌的生物力學(xué)改變對脊柱穩(wěn)定性的影響

腰部多裂肌的生物力學(xué)改變會影響腰椎的曲度、椎間應(yīng)力，進而影響脊柱的穩(wěn)定性。腰部多裂肌收縮，橫截面積增大，引起骨盆前傾，進而導(dǎo)致腰椎前凸角增大。Bruno等研究發(fā)現(xiàn)，在體外選擇性激活胸腰部多裂肌能夠?qū)е滦刈岛笸菇窃龃?，進而引起椎體壓縮負荷增加，從而增加椎體發(fā)生應(yīng)力性骨折的風險。Wilke等研究發(fā)現(xiàn)，在體外于中立位刺激腰部多裂肌，腰部多裂肌收縮導(dǎo)致相應(yīng)節(jié)段椎間盤內(nèi)的壓力增加。

2 腰部多裂肌的病理形態(tài)學(xué)研究

2．1 腰部多裂肌的病理形態(tài)學(xué)特征

腰部多裂肌病理形態(tài)學(xué)特征主要包括肌纖維類型改變、肌肉萎縮、脂肪浸潤等。在健康成人的腰部多裂肌中，Ⅰ型肌纖維（慢縮型肌纖維）的占比較高；而在慢性腰痛患者的腰部多裂肌中，部分Ⅰ型肌纖維向Ⅱ型肌纖維（快縮型肌纖維）轉(zhuǎn)化，并且出現(xiàn)萎縮的Ⅱ型肌纖維和非特異性纖維（靶樣纖維、小成角纖維和蟲蝕樣纖維）。Zhao等比較了腰椎間盤突出癥患者患側(cè)和正常側(cè)多裂肌的病理形態(tài)學(xué)特征，結(jié)果顯示患側(cè)的Ⅰ型肌纖維和Ⅱ型肌纖維數(shù)量均少于正常側(cè)，且患側(cè)Ⅱ型肌纖維的強度較弱，靶樣纖維、小成角纖維和蟲蝕樣纖維等類型的肌纖維數(shù)量增加。Mannion等研究發(fā)現(xiàn)，腰痛患者多裂肌中Ⅱb型肌纖維（酵解型肌纖維）的占比顯著高于Ⅰ型肌纖維，導(dǎo)致其抗疲勞性降低。Miki等研究 L椎間盤退變患者的腰部多裂肌橫截面積變化，結(jié)果顯示腰部相應(yīng)節(jié)段的多裂肌出現(xiàn)萎縮。Sun等研究發(fā)現(xiàn)，脊柱側(cè)彎患者的多裂肌在頂椎處存在顯著的不對稱性萎縮。腰部多裂肌萎縮會導(dǎo)致腰椎在矢狀面的穩(wěn)定性下降，進而可能誘發(fā)椎體滑脫。Ogon等采用磁共振波普法分析慢性腰痛患者多裂肌的脂肪含量，結(jié)果顯示多裂肌肌細胞內(nèi)脂質(zhì)水平顯著升高。Chua等回顧性分析了因腰椎管狹窄癥而行微創(chuàng)減壓術(shù)患者的病例資料，顯示術(shù)后患者多裂肌存在不同程度的萎縮和脂肪浸潤，且導(dǎo)致患者腰椎運動功能障礙。腰部多裂肌的病理形態(tài)學(xué)改變導(dǎo)致其易疲勞，穩(wěn)定腰部和控制姿勢的能力下降，易誘發(fā)多種腰部疾患。

2．2 腰部多裂肌病理形態(tài)學(xué)改變的影響因素

腰部多裂肌發(fā)生病理形態(tài)學(xué)改變的影響因素較多，主要包括椎間關(guān)節(jié)移位、肌筋膜疼痛觸發(fā)點、肌肉的廢用和去神經(jīng)支配、骨關(guān)節(jié)炎等。?zcan-Ek?i等研究發(fā)現(xiàn)，腰部多裂肌的不對稱性萎縮與慢性腰痛患者的椎間關(guān)節(jié)移位密切相關(guān)。椎間關(guān)節(jié)移位導(dǎo)致多裂肌單側(cè)肌肉因異常牽拉而處于被動牽張狀態(tài)，初期會出現(xiàn)局部水腫，而長期處于被動牽張狀態(tài)會導(dǎo)致肌肉功能障礙，另一側(cè)肌肉則因長期處于放松狀態(tài)而呈現(xiàn)萎縮。肌筋膜疼痛觸發(fā)點會累及多裂肌導(dǎo)致其剛度增加，而剛度增加是肌肉萎縮的重要表征。Cui等研究發(fā)現(xiàn)，肌肉正常部分的彈性模量為（7 078．24±482．92）Pa，而肌筋膜疼痛觸發(fā)點所在部位肌肉的彈性模量為（13 379．57±1 069．75）Pa，提示肌筋膜疼痛觸發(fā)點所在部位肌肉剛度增加。Sun等研究發(fā)現(xiàn)，L腰椎間盤突出癥患者的L～S節(jié)段多裂肌呈現(xiàn)萎縮和脂肪浸潤，認為廢用和去神經(jīng)支配是導(dǎo)致其發(fā)生的主要原因。Hodges等通過建立動物神經(jīng)根損傷模型探討去神經(jīng)支配對相應(yīng)肌肉的影響，結(jié)果顯示在切斷L神經(jīng)根后72 h，L、L、S水平的多裂肌橫截面積分別減少了13%、20%、12%。此外，Xu等研究發(fā)現(xiàn)，多裂肌萎縮和脂肪浸潤與椎間關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎密切相關(guān)。

3 基于腰部多裂肌生物力學(xué)和病理形態(tài)學(xué)研究診治腰部疾患

腰部多裂肌對于腰椎穩(wěn)定至關(guān)重要，而多數(shù)腰部疾患與腰椎失穩(wěn)密切相關(guān)。臨床上診治腰部疾患，應(yīng)關(guān)注多裂肌的生物力學(xué)和病理形態(tài)學(xué)改變。通過腰部穩(wěn)定功能和姿勢控制測試及影像學(xué)檢查，對腰部多裂肌的狀態(tài)進行綜合評價，進而有針對性地制定治療和康復(fù)方案。對于腰椎間盤突出癥、慢性腰痛患者，通過中醫(yī)正骨手法糾正椎間關(guān)節(jié)移位、解除神經(jīng)卡壓，消除其對多裂肌的不利影響；再通過對腰部多裂肌進行牽張治療增強多裂肌的收縮能力，強化其穩(wěn)定腰椎和控制姿勢的作用。對于腰部多裂肌的牽張治療，首先使患者保持坐位前屈45°位，再逐漸增加患者側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)角度以增加多裂肌的牽張力度，然后突然施以旋轉(zhuǎn)力，使多裂肌被快速牽張。對于腰椎滑脫、腰椎曲度減小的患者，選擇腰部多裂肌抗疲勞訓(xùn)練，如呼吸訓(xùn)練、腰部抗阻訓(xùn)練或平衡訓(xùn)練等，激活多裂肌本體感覺，提高其肌力和耐力，降低脂肪浸潤率，強化其穩(wěn)定腰椎的作用。然而，對于多裂肌肌纖維類型改變，需要采用針對多裂肌的激活方法才能實現(xiàn)肌纖維類型的改良。對于肌筋膜疼痛觸發(fā)點累及腰部多裂肌而誘發(fā)多裂肌萎縮的患者，可運用針刺、手法等治療方法消除肌筋膜疼痛觸發(fā)點，降低肌肉局部張力，恢復(fù)肌肉彈性。此外，在進行腰椎手術(shù)治療時，應(yīng)選擇合適的手術(shù)入路，盡可能保持腰部多裂肌及其筋膜的完整性，避免發(fā)生術(shù)后肌肉萎縮。腰椎手術(shù)后應(yīng)注重腰部多裂肌生物力學(xué)功能重建，在術(shù)后進行抗疲勞訓(xùn)練以避免發(fā)生多裂肌功能障礙。

4 小 結(jié)

腰部多裂肌具有獨特的生物力學(xué)特征，在維持腰椎穩(wěn)定方面發(fā)揮重要作用。多種腰部疾患的發(fā)生、發(fā)展與腰部多裂肌的生物力學(xué)改變和病理形態(tài)學(xué)特征有關(guān)。腰部多裂肌的生物力學(xué)改變會影響腰椎的曲度、椎間應(yīng)力，進而影響脊柱的穩(wěn)定性。腰部多裂肌的病理形態(tài)學(xué)特征主要包括肌纖維類型改變、肌肉萎縮、脂肪浸潤等，椎間關(guān)節(jié)移位、肌筋膜疼痛觸發(fā)點、肌肉的廢用和去神經(jīng)支配、骨關(guān)節(jié)炎等均是影響腰部多裂肌發(fā)生病理形態(tài)學(xué)改變的因素。因此，臨床上診治腰部疾患，應(yīng)對腰部多裂肌的狀態(tài)進行綜合評價，針對不同的病因采取有針對性的治療方案，提高腰部多裂肌的肌力和耐力，增強其穩(wěn)定腰椎的作用，從而提高腰部疾患的治療效果。