楊巧華，顏濱，李征毅，杜冰冉，汝首航，姜江，汪斐，賈蕊，李鑒軼5，*

1.南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室，廣東省數(shù)字醫(yī)學(xué)與生物力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510515；2.深圳市第二人民醫(yī)院脊柱外科，廣東 深圳 518035；3.深圳市第二人民醫(yī)院超聲科，廣東 深圳 518035；4.深圳市青少年脊柱健康中心，廣東 深圳 518000；5.南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，廣州 510630

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）是一種病因不明的脊柱三維結(jié)構(gòu)畸形，主要臨床表現(xiàn)為X 線正位片Cobb 角≥10°[1]。椎旁肌的失衡或功能異常是AIS 畸形進(jìn)展加重的重要因素[1,2]。同時(shí)，椎旁肌也是運(yùn)動(dòng)治療的重要作用靶點(diǎn)，由多裂肌、豎脊肌、腰方肌等肌群構(gòu)成[3,4]。因此評(píng)估AIS 患者椎旁肌特征，是進(jìn)而對(duì)其異常進(jìn)行針對(duì)性干預(yù)的前提，對(duì)預(yù)防AIS 進(jìn)展有重要臨床意義[4,5]。近年來(lái)，超聲在診斷肌肉骨骼系統(tǒng)疾病中發(fā)揮著重要作用，相較于肌電有創(chuàng)，核磁昂貴，超聲無(wú)創(chuàng)價(jià)廉、能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)肌肉的形態(tài)學(xué)變化，已成為首選的評(píng)估方法[6,7]。

綜上所述，本研究旨在采用超聲定量評(píng)估不同體位下AIS 患者主彎曲線各椎體水平凹、凸側(cè)椎旁肌厚度來(lái)評(píng)估AIS 患者脊柱兩側(cè)椎旁肌的對(duì)稱性和形態(tài)學(xué)特征，為AIS 的病因?qū)W研究和針對(duì)性的治療方案的制定提供資料。

1 資料與方法

1.1 一般資料

連續(xù)收集2021 年10 月～2022 年1 月于深圳市第二人民醫(yī)院脊柱健康中心確診的AIS 患者，23 人作為患者組。同時(shí)于深圳市屬公立學(xué)校中公開(kāi)招募23 名健康青少年作為健康對(duì)照組。本次研究得到了深圳市第二人民醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)（20210812001-FS02），參與者和其家長(zhǎng)簽署了知情同意書(shū)，研究對(duì)象納入排除標(biāo)準(zhǔn)如下：

1.1.1 納入標(biāo)準(zhǔn) ①患者組:符合美國(guó)放射學(xué)會(huì)特發(fā)性脊柱側(cè)凸的診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]，10°≤Cobb＜25°，對(duì)照組：在脊柱側(cè)彎篩查外觀體態(tài)上沒(méi)有明顯脊柱側(cè)凸跡象的個(gè)體，且Adams 試驗(yàn)，Scoliometer 測(cè)量軀干旋轉(zhuǎn)角（ATR）＜5°[9]；②兩組年齡10～18 歲；③兩組均無(wú)其他脊柱相關(guān)疾病者。

1.1.2 排除標(biāo)準(zhǔn) ①曾在腹腔、骨盆帶和/或脊柱內(nèi)接受過(guò)任何外科手術(shù);②在檢測(cè)前有與長(zhǎng)期住院(超過(guò)14 天)與兩年固定有關(guān)的疾病和/或損傷;③在測(cè)試前1 年內(nèi)曾服用可能影響神經(jīng)和肌肉系統(tǒng)功能的藥物;④因脂肪含量高等因素難以獲得清晰的超聲圖像的對(duì)象。

1.2 方法

1.2.1 通過(guò)比較休息位（腰背部肌取俯臥位、腹部肌取仰臥位）、站立位不同體位下患者組組內(nèi)主彎曲線各椎體水平凹凸兩側(cè)肌肉厚度均值差異，評(píng)估AIS 患者脊柱兩側(cè)各椎旁肌對(duì)稱性；通過(guò)比較不同體位下患者組和對(duì)照組厚度均值、厚度變化率，探討患者組凹側(cè)和凸側(cè)各椎旁肌形態(tài)、收縮能力大小的變化特征。因?qū)φ战M脊柱兩側(cè)肌肉是對(duì)稱的，所以將患者組主彎曲線凹側(cè)和凸側(cè)的肌肉厚度均值、厚度變化率分別和對(duì)照組左右兩側(cè)肌肉厚度均值、左右兩側(cè)肌肉厚度變化率均值進(jìn)行了比較。

1.2.2 超聲聲像圖獲取方法 采用邁瑞Resone8PRO型彩色多普勒超聲診斷成像系統(tǒng)，在線陣探頭頻率14-5 MHz，穿透深度為4 cm 掃描參數(shù)下獲取腹部肌肉聲像圖，在凸陣探頭頻率6-1 MHz，穿透深度為10 cm 參數(shù)下獲取腰背部肌肉聲像圖。由同一位檢查者對(duì)AIS 患者組與對(duì)照組的腹橫肌、腰方肌、豎脊?。═12～L5椎體水平）、多裂肌（T12～S1椎體水平），依次在休息位、站立位下進(jìn)行測(cè)試，于受試者在正常呼氣結(jié)束時(shí)，采集圖像，每次截取兩張聲像圖，取平均值。采集各肌肉聲像圖時(shí)，在首次測(cè)試處用記號(hào)筆做標(biāo)記，以便后續(xù)測(cè)試時(shí)探頭可以放在同一位置。每次測(cè)量之間的休息時(shí)間為10 s，以盡量減少疲勞的潛在影響。

1.3 肌肉評(píng)估參數(shù)

肌肉厚度：所有圖像由一位專業(yè)培訓(xùn)評(píng)估員離線測(cè)量，如圖1。每張圖中肌肉厚度重復(fù)測(cè)量三次，求平均值即為相應(yīng)肌肉厚度（mm）。具體測(cè)量方法：①腹橫肌厚度：在距離腹橫肌和胸腰筋膜交界處1.5 cm 畫(huà)垂直線，測(cè)量包繞腹橫肌表層和深層筋膜邊界間的距離；②腰方肌厚度：包繞腰方肌表層和深層筋膜邊界間的最大距離；③豎脊肌厚度：目標(biāo)橫突強(qiáng)回聲表面與腰背筋膜內(nèi)層之間的距離；④多裂肌：目標(biāo)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)強(qiáng)回聲表面到多裂肌上緣內(nèi)側(cè)邊緣的距離。

圖1 超聲測(cè)量站立位腹橫?。ˋ）和腰方?。˙）厚度及休息位時(shí)多裂肌和豎脊肌（C）厚度,虛線表示肌肉厚度。TrA：腹橫肌；QL：腰方肌；MM：多裂?。籈S：豎脊肌Fig.1 The thickness of the transversus abdominis (A) and quadratus lumborum (B) in the standing position and the multifidus and spinal erector muscles in the rest position (C) were measured by ultrasound,The dotted white line indicated muscle thickness. TrA: transversus abdominis; QL: quadratus lumborum; MM: multifidus muscle; ES: spinal erectors

肌肉收縮厚度變化率[10]，能間接反應(yīng)肌肉收縮能力大小，計(jì)算方法如下：肌肉厚度變化率=[(收縮態(tài)厚度-休息態(tài)厚度) ÷ 休息態(tài)厚度]× 100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

研究采用IBM SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)比較患者組組內(nèi)凹凸兩側(cè)肌肉厚度差異，采用方差分析方法比較患者組（凸側(cè)和凹側(cè)）和對(duì)照組的組間差異，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

收集兩組一般人口學(xué)資料，包括年齡、性別、身高、體重、BMI，組間比較無(wú)顯著性差異（P＞0.05），兩組資料均衡可比，詳見(jiàn)表1?；颊呓M側(cè)凸曲線類型腰彎占18 例，胸腰彎占5 例；曲線Cobb 角大小為(16.35±4.41)°；主彎曲線頂椎范圍為T12～L3(主L2和T12，分別占74%、17%)；上端椎范圍為T8～T12（主T11和T12，分別占39%、35%）；下端椎范圍為L(zhǎng)2～L4(主L3和L4,分別占52%、43%)；主彎曲線累及范圍為T8～L4椎體水平。

表1 一般人口學(xué)特征（）Tab.1 General demographic characteristics (Mean±SD)

表1 一般人口學(xué)特征（）Tab.1 General demographic characteristics (Mean±SD)

2.2 患者組內(nèi)凹凸兩側(cè)肌肉厚度對(duì)稱性比較

在休息位和站立位，患者組T12-L4水平豎脊肌、T12-S1水平多裂肌、腰方肌凹側(cè)厚度均大于凸側(cè)(P＜0.05）；在休息位時(shí)腹橫肌凹側(cè)厚度大于凸側(cè)（P＜0.05），站立位時(shí)腹橫肌凹側(cè)厚度和凸側(cè)厚度差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），詳見(jiàn)表2。

2.3 患者組與對(duì)照組椎旁肌形態(tài)和收縮能力大小比較

2.3.1 不同體位下患者組和對(duì)照組椎旁肌形態(tài)大小比較 休息位L2～L3水平豎脊肌和站立位T12～L4水平豎脊肌，患者組凸側(cè)肌肉厚度小于對(duì)照組（P＜0.05）；在休息位和站立位時(shí)，T12～L5水平多裂肌、腰方肌患者組凸側(cè)肌肉厚度小于對(duì)照組（P＜0.05）；在休息位腹橫肌，患者組凸側(cè)肌肉厚度小于對(duì)照組（P＜0.05），詳見(jiàn)表2。

表2 不同體位下患者組和對(duì)照組肌肉厚度均值大小(,mm）Tab.2 Average thickness between the patient and control groups in different positions (Mean±SD,mm)

表2 不同體位下患者組和對(duì)照組肌肉厚度均值大小(,mm）Tab.2 Average thickness between the patient and control groups in different positions (Mean±SD,mm)

注: QL-quadratus lumborum ;TrA-Transversus abdominis;#表示患者組凹側(cè)與凸側(cè)存在顯著差異（P＜0.05），##表示患者組凹側(cè)與凸側(cè)存在顯著差異（P＜0.01）；*表示患者組（凸側(cè)或凹側(cè)）與對(duì)照組間存在顯著差異（P＜0.05），**表示患者組（凸側(cè)或凹側(cè)）與對(duì)照組組間存在顯著差異（P＜0.01）。Note: # There were significant differences in the concave and convex sides (P＜0.05),## There were significant differences in the concave and convex sides (P＜0.01);* There were significant differences in the patients group (convex or concave sides) and the control group (P＜0.05),** There were significant differences in the patients group (convex or concave sides)and the control group (P＜0.01) .

2.3.2 患者組和對(duì)照組椎旁收縮能力大小比較 L4水平豎脊肌，患者組凸側(cè)的收縮厚度變化率小于對(duì)照組（P＜0.05）；T12～L4水平（除T2水平外）豎脊肌，患者組凹側(cè)的收縮厚度變化率小于對(duì)照組（P＜0.05），詳見(jiàn)表3。

表3 患者組和對(duì)照組豎脊肌厚度變化率組間比較(，%)Tab.3 Comparison of average thickness change rates of spinal erectors between the patients group and the control group (Mean±SD，%)

表3 患者組和對(duì)照組豎脊肌厚度變化率組間比較(，%)Tab.3 Comparison of average thickness change rates of spinal erectors between the patients group and the control group (Mean±SD，%)

注: *表示患者組（凸側(cè)或凹側(cè)）與對(duì)照組間存在顯著差異（P＜0.05）Note: * There were significant differences in the patients group (convex or concave sides) and the control group (P＜0.05)

3 討論

3.1 AIS 患者脊柱兩側(cè)椎旁肌對(duì)稱性情況

Zapata[11]和李文靜等[7]利用超聲分別發(fā)現(xiàn)在休息位時(shí)，AIS 患者T8水平胸多裂肌、上點(diǎn)（距中點(diǎn)上間隔2個(gè)椎體為上點(diǎn)）和中點(diǎn)（頂椎水平）豎脊肌不對(duì)稱，肌肉厚度或橫截面積凸側(cè)小于凹側(cè)，作者指出這些椎旁肌不對(duì)稱可能在這些彎曲的發(fā)展中起作用。本研究同樣發(fā)現(xiàn)了在休息位下AIS 患者豎脊多和裂肌存在厚度不對(duì)稱，但本研究還發(fā)現(xiàn)，在不同體位下患者組主彎曲線凹凸兩側(cè)多椎體節(jié)段的豎脊肌和多裂肌（T12～L4水平豎脊肌、T12～S1水平多裂?。?、腰方肌和腹橫?。▋H休息位）這些椎旁肌均存在不對(duì)稱，凸側(cè)肌肉厚度明顯小于凹側(cè)（P＜0.05），意味著所觀察到的不對(duì)稱變化不僅僅局限于單一椎旁肌單一椎體水平，而是普遍存在于主彎曲線所累及的椎體水平，這可能是因?yàn)锳IS 患者多塊椎旁肌在主彎曲線多個(gè)椎體節(jié)段整體發(fā)生了萎縮或肥大改變[12]；提示康復(fù)治療應(yīng)強(qiáng)調(diào)椎旁肌整體對(duì)稱性訓(xùn)練，特別是在極有可能發(fā)生彎曲進(jìn)展的青少年中，以重建脊柱兩側(cè)椎旁肌的生物力學(xué)平衡，防止AIS 脊柱彎曲進(jìn)展。

3.2 AIS 患者凹側(cè)和凸側(cè)肌肉厚度及收縮能力情況

Wajchenberg[12]和歐勇等[13]，分別在光鏡和術(shù)中觀察到AIS 患者多裂肌和豎脊肌凸側(cè)肌纖維變細(xì)、肌肉萎縮，凹側(cè)肌纖維增粗、肌肉攣縮，這可能是因脊柱的冠狀平面的曲率使脊柱兩側(cè)長(zhǎng)度不同造成的[14]。本次研究除同樣發(fā)現(xiàn)在不同體位下AIS 患者患者組凸側(cè)多裂肌和豎脊肌厚度較薄外，還發(fā)現(xiàn)凸側(cè)腰方肌和腹橫?。▋H俯臥位）厚度也較小，小于對(duì)照組（P＜0.05）。但本研究主彎曲線T12～L5水平凹側(cè)肌形態(tài)未出現(xiàn)明顯的攣縮增粗改變（P＞0.05），這可能是因?yàn)楣跔钇矫媲瘦^小，凹側(cè)肌受其影響而攣縮增粗的作用較小和出現(xiàn)失用性萎縮退變導(dǎo)致厚度減小的作用相互抵消。提示冠狀平面曲率較小的AIS 患者豎脊肌、多裂肌、腰方肌和腹橫肌凹凸兩側(cè)不對(duì)稱可能更多的是因受凸側(cè)肌肉萎縮而非凹側(cè)肌肉攣縮肥大的影響。此外，既往研究報(bào)道肌肉收縮厚度變化率在一定程度上可以反映肌肉收縮能力大小[10]。研究結(jié)果顯示，患者組凹側(cè)和凸側(cè)豎脊肌收縮厚度變化率均是小于對(duì)照組（P＜0.05），患者組豎脊肌收縮能力較小，提示AIS 患者豎脊肌可能無(wú)法提供一個(gè)適當(dāng)水平的力量來(lái)穩(wěn)定脊柱。故在今后的預(yù)防或治療過(guò)程中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)增加豎脊肌凹凸兩側(cè)力量訓(xùn)練，以恢復(fù)肌肉對(duì)脊柱的支撐力。

3.3 不同體位下各椎旁肌激活策略

脊柱兩側(cè)的各椎旁肌通過(guò)神經(jīng)肌肉系統(tǒng)調(diào)節(jié)自身的收縮，共同作用以維持脊柱平衡[15]。僅通過(guò)測(cè)量單一肌肉的靜息厚度來(lái)評(píng)估肌肉功能異常是不可靠的，因此有必要評(píng)估不同姿勢(shì)需求下各肌肉激活收縮情況[16]。Linek[17]和Zapata 等[11]研究分別發(fā)現(xiàn)，AIS 患者在休息位時(shí)，凹凸兩側(cè)腹橫肌、多裂肌厚度不對(duì)稱（P＜0.05），但在站立位時(shí)，凹凸兩側(cè)腹橫和多裂肌厚度對(duì)稱，這可能是因?yàn)锳IS 患者腹橫肌和多裂肌在站立位時(shí)激活，不同于低活力休息狀態(tài)，更多的是發(fā)揮一種防止脊柱扭轉(zhuǎn)的神經(jīng)肌肉策略[15]，即腹橫肌和多裂肌收縮將兩側(cè)腹橫肌和多裂肌厚度的不對(duì)稱厚度轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)稱，以發(fā)揮穩(wěn)定脊柱的作用。本研究同樣發(fā)現(xiàn)AIS 患者休息位腹橫肌厚度不對(duì)稱，站立位此現(xiàn)象消失，凹凸兩側(cè)腹橫厚度對(duì)稱。但是本研究中AIS 患者在休息與站立體位T12～S1水平多裂肌、T12～L4豎脊肌和腰方肌均表現(xiàn)為厚度不對(duì)稱，站立位時(shí)這些肌激活收縮并未發(fā)生對(duì)稱性的轉(zhuǎn)變的結(jié)果表明，這些肌可能因被長(zhǎng)時(shí)間調(diào)動(dòng)而失代償[18]，故無(wú)法對(duì)AIS 患者防止脊柱扭轉(zhuǎn)的神經(jīng)肌肉策略需求作出反應(yīng)，以共同作用調(diào)整脊柱的異常負(fù)荷以提供一個(gè)對(duì)稱性力量來(lái)穩(wěn)定脊柱。至于與Zapata 等[11]研究中休息位T8和L1水平多裂肌厚度不對(duì)稱而站立位時(shí)對(duì)稱的結(jié)果不完全一致，可能是受側(cè)凸類型和頂點(diǎn)位置等因素影響。

本研究通過(guò)超聲評(píng)估了AIS 患者脊柱兩側(cè)椎旁肌的對(duì)稱性和形態(tài)學(xué)特征，但只是探討了病程早期AIS 患者肌特征尚缺乏病程進(jìn)展后的肌變化特征，需要在下一步的研究中完善。AIS 患者主彎曲線多個(gè)椎體節(jié)段椎旁肌對(duì)稱性不良，較對(duì)照組凸側(cè)椎旁肌厚度薄。綜上所述，AIS 臨床治療除關(guān)注骨性矯正之外，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)脊柱椎旁肌的對(duì)稱性和力量訓(xùn)練。