下腰痛的發生機制與影像學檢查

張旭靜（綜述），郭智萍，趙 建（審校）

（河北醫科大學第三醫院CT室，河北石家莊 050051）

下腰痛的發生機制與影像學檢查

張旭靜（綜述），郭智萍*，趙 建（審校）

（河北醫科大學第三醫院CT室，河北石家莊 050051）

腰痛；影像學檢查；綜述文獻

下腰痛是一種由非急性病長期作用于機體而引起的下背部、腰骶部及臀部慢性疼痛［1］，是具有腰背部疼痛的脊柱、神經根和軟組織一組疾患的總稱［2］。下腰痛在臨床是嚴重影響人體健康的常見疾病，且病因非常復雜。60%～80%人在一生中可能經歷過不同程度的下腰痛，是成年人失業或致殘的常見病因之一，其中最主要原因是腰椎間盤性下腰痛。近年來，人們對于下腰痛的發生機制進行了許多深入研究，以期望能得到更準確的診斷及更好的治療效果，其中影像學是最重要的檢查手段。本文就下腰痛的發生機制與影像學檢查綜述如下。

1 下腰痛的發生機制

1.1 生物力學：下腰痛的生物力學改變是下腰痛的重要原因之一。下腰部組織結構的生物力學改變不可避免地導致組織解剖、生化、病理等許多方面的問題，并可導致下腰痛反復發作和遷延難愈［2-3］。椎間盤生物力學特性和結構的改變促進神經末梢部分介質釋放，且可促進神經血管長入退變椎間盤內，進而使肌肉、脊柱韌帶、椎間關節及椎體的排列和受力發生改變，椎間盤吸收和分散所承受的負荷的能力降低。這些改變可以增加對肌肉、關節囊、脊柱韌帶和骨骼的神經末梢刺激。在脊柱運動中，椎小關節生物力學特點的改變、后關節紊亂及由此而引起的不穩定因素對于下腰痛的發生發展，以及預后都有著重要的影響［3］。

1.2 椎旁肌：椎旁肌由2種纖維組成，即Ⅰ型纖維和Ⅱ型纖維。腰背肌中主要是Ⅰ型纖維，其收縮速度慢，收縮持久耐疲勞，抗重力作用強，與腰背肌主要功能即維持脊柱的直立姿勢及保持脊柱的動態穩定的功能是相適應的。研究［4］表明，腰背肌中Ⅰ型纖維含量越少，則背肌在收縮過程中抗疲勞的能力越低，如果背肌發生疲勞，骶棘肌的收縮抵抗能力就會降低，迫使椎間盤和韌帶承受的應力增大，從而使之更易受損。與此同時，背肌疲勞時肌肉運動的控制能力和協調性也隨之降低，腰椎的運動有可能超出正常范圍，腰椎損傷的機會也會增加，因此腰椎旁肌的病理改變是下腰痛發病的重要因素之一［1］。

1.3 腰椎棘間滑囊：腰椎棘間滑囊是位于下腰部兩棘突間韌帶中間、其內充滿滑液的關節滑囊。劉永棠等［5］通過對固定成人尸體進行病理解剖的研究證實了棘間滑囊的存在，并通過對擬診為腰椎棘間滑囊炎的下腰痛患者進行針對性治療及治療后觀察，證明下腰痛與棘間滑囊的關系密切。董忻等［6］在之前也對腰椎段脊柱做過解剖觀察，與劉永棠等［5］觀察的滑囊部位與形態一致。當腰部外傷或腰椎間關節退變，腰椎間盤突出及腰椎滑脫時，可擠壓磨擦此處滑囊，致使滑囊破裂并出現反復發作性腰痛。在正常情況下，滑囊內液體在脊柱過伸過屈時可起到潤滑作用并防止過伸時兩棘突互相摩擦而引起病理改變或過屈棘間韌帶撕裂傷。隨年齡增長，勞動強度增加，脊柱縱軸壓力加大，棘間隙狹窄，兩棘突后部疊壓在一起，摩擦刺激，易發生炎性改變，導致腰痛；另外，也可以繼發于腰椎間盤突出癥、小關節退變等［5］。

1.4 腰椎間盤：腰椎間盤病變是引起下腰痛的最常見原因，但對其所致下腰痛的發生機制，目前仍不太清楚［7］。椎間盤源性下腰痛即椎間盤內免疫反應或化學性刺激所產生的炎癥介質可使椎間盤內神經組織致敏，即使在沒有椎間盤突出的情況下也可導致腰痛［1］。目前對于椎間盤源性下腰痛的機制有如下認識。

1.4.1 神經傳導：椎間盤病變是引起下腰痛的機制至今并沒有形成統一觀點。傳統觀點［7］認為腰椎間盤病變壓迫刺激神經根可引起腰腿痛，但這不能解釋下位腰椎間盤病變時下腰痛常發生在上位腰神經后支支配的區域。石作為等［8］通過對腰椎間盤與上位神經后支的神經解剖關系進行研究，得出結論提示腰1、2脊神經節內部分神經細胞除可發出分支組成第2腰神經后支外，還可發出分支組成腰椎旁的交感神經纖維且可傳導疼痛。腰1、腰2脊神經節多極神經元發出的神經纖維以交感神經纖維的形式分布于下位腰椎間盤后部纖維環及后縱韌帶。腰椎間盤發生病變后牽連纖維環及后縱韌帶并產生痛覺沖動傳至下腰部，在其神經末梢可釋放疼痛介質（如降鈣素基因相關肽，calcitonin generelated peptide，CGRP等），從而產生局部痛覺沖動［7］。

1.4.2 炎癥遞質：研究［9］表明體內的最大無血供組織是椎間盤，并僅在外周有極少量的血管分布。所以中央無血供的髓核可作為抗原刺激機體產生抗體，在這些免疫反應及非特異性炎癥反應過程中可產生許多炎性遞質。如直接致痛物乳酸、前列腺素E2（prostandin E2，PGE2），促進炎癥進展或促進直接致痛物的合成與釋放的介質白細胞介素（interleukin，IL）-1、IL-6、腫瘤壞死因子等。Rand等［10］研究表明了椎間盤內的細胞本身可產生炎性遞質。姜為民等［11］認為椎間盤突出物內浸潤血管的來源為突出前的退變椎間盤中已有的血管或椎間盤突出后形成的新血管，這樣炎性細胞可通過新生血管移入椎間盤組織內。Brown等［12］發現產生疼痛的退變椎間盤內有血管浸潤。Burke等［13］的研究表明椎間盤源性下腰痛患者在病變椎間盤內含有較多的炎性遞質。總之，椎間盤中炎性介質是導致疼痛的又一原因。

2 下腰痛的影像學檢查

下腰痛的正確診斷需要多種影像學檢查，包括X線平片、脊髓造影、CT、MRI等，不同的檢查方法有其不同應用價值。常規X線片可直接觀察腰椎的骨性結構，對于診斷由于腰椎骨質破壞或曲度改變引起的腰痛價值較高。脊髓造影可對于各種原因引起脊髓腔改變的疾病作出正確診斷。CT檢查除可清晰觀察腰椎骨性結構外，對脊髓及椎間盤等病變的診斷有一定價值。MRI可從矢狀面、橫斷面及冠狀面顯示多節段病變，且對軟組織有較高的分辨力，故可給臨床提供更多的信息。下腰痛的影像檢查方法多種多樣，不同的檢查方法有各自的優勢，可因具體情況選用不同的檢查方法。

理論上講，腰部肌肉、脊柱韌帶、椎間關節、椎體等有神經支配的組織均有可能成為腰痛的組織來源。長期以來，椎間盤突出是椎間盤疾病導致疼痛的原因。因此學者［9］通過對椎間盤從生物化學、生物力學、神經解剖等方面進行深入的研究，從而認識到椎間盤內部病變也可以引起腰痛，即椎間盤性下腰痛。因其客觀體征少，又無明顯特異性生化指標，從而使診斷變得困難。影像學檢查可作為重要的臨床診斷依據，主要有CT椎間盤造影與腰椎MRI檢查。

2.1 椎間盤造影：持續超過4個月的嚴重下腰痛，不管其是否伴下肢放射痛，對臨床上任何非手術治療均無反應的患者為椎間盤造影的適用人群。CT椎間盤造影可以為臨床提供詳細的椎間盤形態學變化，且大大降低了穿刺的不良反應，在臨床上得到較為廣泛的應用。但椎間盤造影因具有創傷和感染的危險性，曾一度頗具爭議，近年來臨床研究發現部分下腰痛患者的MRI檢查并不能很好解釋其病理改變，給治療帶來一定難度，而椎間盤造影具有疼痛誘發的特點，是目前惟一能與患者疼痛癥狀相聯系的影像檢查方法，因而重新受到關注［14］。目前，椎間盤造影是診斷椎間盤源性下腰痛重要的檢查手段之一。椎間盤造影通過觀察對比劑在椎間盤內擴散的范圍可了解纖維環撕裂的類型和程度，在顯示退變椎間盤的形態、發現外層纖維環破裂比MRI更準確。但也有學者［15］認為，椎間盤造影與MRI在確定椎間盤形態方面的作用相似，MRI與椎間盤造影評價椎間盤退變的一致性達80%～90%。

2.2 MRI檢查：由于椎間盤內水分減少，退變的椎間盤在MRI T2加權像上表現為信號減低，然而椎間盤信號減低在中老年是常見的，信號減低的椎間盤在造影時并不一定出現誘發疼痛；相反，纖維環發生放射狀破裂時在造影時極易出現誘發疼痛，而在MRI上信號可表現為正常。假如下腰痛患者在MRI有高信號區，則腰椎間盤造影極有可能誘發疼痛。腰椎間盤如果在MRI上出現高信號區，則表明存在由纖維環本身撕裂引起的下腰痛，即椎間盤源性下腰痛。彭寶淦等［16］研究表明發生一致性疼痛反應的椎間盤均為退變的椎間盤，而在MRI上表現正常的腰椎間盤均無疼痛復制的產生。提示MRI可作為診斷椎間盤源性下腰痛的篩選方法。椎間盤纖維環后方高信號區是無根性癥狀下腰痛患者外纖維環破裂的可靠標志，產生的疼痛反應與纖維環外層破裂直接相關。MRI不能明確區分在T2加權像上信號減低是正常老化的椎間盤還是疼痛的病理椎間盤的表現，但可作為診斷椎間盤源性下腰痛的篩選方法。由于MRI常規序列觀察的內容太局限，現在人們不斷地尋求更好的方法以達到我們想要的效果。Lakadamyali等［17］采用STIR序列描述下腰痛患者后脊柱變性改變，發現下腰痛患者更易發生后脊柱退變，包括小關節平面滲出液、棘間韌帶水腫、神經囊腫形成、椎旁肌水腫等。

MRI彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）因其對病變顯示敏感性高而在中樞神經系統中廣為應用，近年來作為一種檢查腰椎的新技術逐漸進入大家的視線，腰椎DWI檢查可通過測量表觀彌散系數（apparent diffusion coefficinent，ADC）值可對椎間盤進行更為精準的量化研究。在椎間盤退變疾病的定量評價中，通過T2值及ADC值的改變反映椎間盤的微改變，成為MRI量化檢查的主要手段。它們在評價早期退變或由于年齡相關的椎間盤退變疾病中亦是更為敏感和穩定的定量指標［18］。有學者［19］研究退變的腰椎間盤的ADC值低于正常的椎間盤。隨著大家對椎間盤的深入研究，DWI作為評價腰椎間盤水分子彌散程度的檢查技術變得越來越重要。當然，針對下腰痛的病因檢查仍有許多待開發領域，需要更多的人去探討。

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（本文編輯：趙麗潔）

R681.57

A

1007-3205（2012）11-1357-04

2012-03-24；

2012-06-10

河北省自然科學基金（C2011206153）；河北省衛生廳科研課題項目（20100353）

張旭靜（1987-），女，河北寧晉人，河北醫科大學第三醫院醫學碩士研究生，從事醫學影像學診斷研究。

*通訊作者。E-mail：guozhiping74@hotmail.com

10.3969/j.issn.1007-3205.2012.11.051