特发性脊柱侧弯椎旁肌改变与手术治疗相关性的研究
特发性脊柱侧弯椎旁肌改变与手术治疗相关性的研究
陈晓春 朴成哲 杨军 李洪波 赤仁杰
摘 要 目的：探讨特发性脊柱侧弯椎旁肌病理改变与脊柱畸形的因果关系。方法：对其术前、术后病人取标本进行组织化学及超微结构的研究。结果：术后Cobb′s角小于50°的患者椎旁肌基本正常、双侧肌力平衡；而Cobb′s角仍大于50°者椎旁肌病理改变与术前病人相似、双侧肌力不平衡，凸侧明显大于凹侧。结论：特发性脊柱侧弯椎旁肌病变是继发的，早期诊断、早期治疗有利于终止椎旁肌的继发性病理改变，使其得以最大限度的恢复。
关键词：脊柱侧凸 病理学 手术
特发性脊柱侧弯(Idiopathic Scoliosis 简称IS)病因不清。目前对IS椎旁肌的研究资料很多[1，2，3，4]。许多学者发现其双侧椎旁肌有明显差异，凸侧较凹侧发达。而就椎旁肌改变与脊柱侧弯的因果关系至今仍有争议。从这一角度出发，作者对IS术前、术后及正常椎旁肌做对比研究，观察手术矫形后椎旁肌的恢复情况，对椎旁肌病变与脊柱侧弯的因果关系做初步探讨。
, 百拇医药
1 资料与方法
选择IS矫形术后五年以上病人20例，手术年龄12～20岁，平均15.3岁；术前Cobb′s角40～90°，术后20～70°，平均矫正率34%；采用卢氏棒固定4例，哈氏棒16例，均行后方脊柱融合。按术后Cobb′s角将病人分成三组：A组小于30°，B组30～50°，C组大于50°。选择未经治疗的IS病人15例，年龄14～18岁，平均16.1岁，Cobb′s角42～65°，入院前未经任何治疗。术后病人在取内固定物术中取顶椎水平双侧椎旁肌；术前病人在矫形术中取顶椎水平双侧椎旁肌，常规制备琥珀酸脱氢酶(简称SDH)及透射电镜标本。
统计学处理：采用t检验。
2 结果
2.1 SDH染色椎旁肌的改变 术前组：SDH染色均存在明显病理改变，凸侧表现为Ⅰ型肌纤维比例增加，平均75%左右，个别达90%以上，染色不均，并有大量空泡；Ⅱ型比例下降，切面呈多角状(见图1)。凹侧Ⅰ、Ⅱ型比例近似，但切面均呈多角状，横截面积明显小于凸侧，边缘界限不清(见图2)。通过张力因子(Strength Factor，简称SF[3])的计算，术前组双侧椎旁肌的各项指标间差异非常显著，凸侧肌力明显大于凹侧。术前组数据见表1。
, 百拇医药
术后组：A、B组病人椎旁肌未见明显病理改变，Ⅰ、Ⅱ型肌比例近似相等，横切面呈圆形、椭圆形，凸凹侧无差异(图3)。C组病人可见较明显的病理改变，其病变与术前组相似。
2.2 超微结构的改变 术前组：肌肉在纵切面上病理变化明显，凸侧表现为规则性肌丝断裂，Z线、M线不齐，线粒体扩张、脱颗粒(图4)。凹侧肌丝排列十分松散，肌丝扭曲，区域性中断，Z线、M线不清，线粒体减少、空化(图5)。
术后组：A、B组基本正常，肌丝排列整齐，不同肌原单位的Z线、M线均在一条直线上，线粒体分布均匀，大小基本一致(图6)，只是偶见肌原单位变细。C组可见与术前组相似的病理改变。
, 百拇医药
图1 椎旁肌的异常肌型分布，Ⅰ型肌群聚(×400) 图2 椎旁肌的异常肌型分布，Ⅰ、Ⅱ型肌构成多角状(×400) 图3 椎旁肌的正常肌型分布(×400) 图4 椎旁肌的异常超微结构，规则性肌丝断裂，线粒体空化(×10000) 图5 椎旁肌的异常超微结构，肌丝排列松散，线粒体变性(×10000) 图6 椎旁肌的正常超微结构(×10000)
3 讨论
近年来对IS椎旁肌的研究资料很多，但缺乏术后资料的研究。而术后椎旁肌病变能否恢复，是区别肌肉改变与脊柱畸形因果关系的关键。
正常椎旁肌Ⅰ型肌纤维占54～65%[5，6]，Ⅰ、Ⅱ型肌纤维比例近似，横切面呈圆形、椭圆形，Ⅰ型横切面略大于Ⅱ型。IS病人矫形前椎旁肌病变非常明显，15例病人中均可见病理改变，在凹侧两型肌纤维明显萎缩，横切面均呈多角状，边界不清，截面积明显小于凸侧。
, 百拇医药
椎旁肌SDH染色的术后组中，术后Cobb′s角小于50°的病人椎旁肌形态基本正常；而Cobb′s角大于50°者，椎旁肌病变仍很明显，与术前组相一致，病理结构无明显恢复。术后A、B组与正常对照组的电镜结果也相似，说明肌肉恢复良好，通过张力因子计算，双侧椎旁肌肌力平衡。
IS病人矫形术一般只能矫正30～40%，而术后A、B组椎旁肌恢复良好，下列因素促进了椎旁肌的恢复：1.矫形术中凹侧肌肉被进一步牵开，原有废用状态得到改善，而术前一直处于过度牵拉状态的凸侧椎旁肌得到了放松；2.内固定物的存在，消除了侧弯应力；3.脊柱的骨性融合，保证了脊柱的永久稳定，防止侧弯的继续发展。
术后C组病人，术前Cobb′s角均在70°以上，而且病史都较长，一般均在五年以上，椎旁肌形成了难以恢复的病理改变，手术后病变仍难以恢复。另外重度脊柱侧弯，凹侧软组织广泛挛缩，形成了弓弦效应[7]，妨碍了畸形的矫正。如过度矫正，则脊髓及神经根受牵拉，导致瘫痪。
, 百拇医药
那么特发性脊柱侧弯椎旁肌病变究竟是原发还是继发的?一种学说认为是原发的[8]，是先于脊柱侧弯而存在的，由于椎旁肌的病变，使双侧椎旁肌肌力不平衡，导致脊柱侧弯；而另一种学说则认为椎旁肌病变是继发的[9]，由于脊柱侧弯，双侧椎旁肌做功不同，肌肉进行适应性改建。有人对小白鼠肢体进行不同强度的功能训练，结果腓肠肌肌型发生了改变[10]，说明肌肉对不同做功状态发生适应性改建。
本实验多数病人术后椎旁肌有明显的恢复，说明这种改变是继发的。因早期畸形并不严重，治疗效果也较好。而进入青春期后，脊柱畸形迅速发展，给治疗带来了一系列困难，长期以来椎旁肌形成难复性病理改变。因此早期诊断、早期治疗，不但有利于畸形的矫正，同时又利于终止椎旁肌的适应性改建过程，使其病理改变得以最大限度的恢复。
作者单位：陈晓春(沈阳医学院附属中心医院，辽宁 沈阳 110024)
, 百拇医药
朴成哲(沈阳医学院附属中心医院，辽宁 沈阳 110024)
杨 军(中国医科大学附属二院，辽宁 沈阳)
李洪波(沈阳水泵厂职工医院，辽宁)
赤仁杰(沈阳医学院附属中心医院，辽宁 沈阳 110024)
参考文献
[1]Kaneke.Histopathologic-histochemical studies on back muscles in scoliosis.J Jap Orthop Ass 1968，42(1)：13.
[2]Zetterberg C，Aniansson A，Grimby G.Morphology of the paravertebralmuscles in adolescent idiopathic scoliosis.Spine 1983，8(5)：457.
, 百拇医药
[3]Ford DM，Bagmall KM，Mcfaddeen KD，et al.Paraspinal muscle imbalance in adolescent idiopathic scoliosis.Spine 1984，9(4)：373.
[4]Jean-cheng chiu.Morphological studies on the Erector spinae muscle in sixty consecutive Scoliotic patients.J Jap Orthop Ass 1988，62(1)：69.
[5]Mattila M，Hurme M，Alaranta H，et al.The multilidus muscle on patients with disc hernation：histochemical and morphometric analysis of interaoperative biopsies.Spine 1986，11(8)：732.
, 百拇医药
[6]郑斌，周永德，吉士俊，等.椎旁肌病理与脊柱侧弯的关系.中华骨科杂志，1995，15(7)：702.
[7]梁栋，荣德斌，史颍奇，等.凹侧松解矫形治疗脊柱侧弯.中华骨科杂志，1990，10(4)：401.
[8]Fidler MW，Jowett RL.Muscle imbalance in the aetiology of scoliosis.J Bone jointsurg[Br]，1976，58(2)：200.
[9]John D，Susan M，Ming H，et al.Idiopathic Scoliosis：A clinical，Morphometric and histopathological Correlation J Pediatr Orthop，1988，8(2)：147.
[10]张霖，赵连科，高杰.不同负荷训练对小白鼠腓肠肌内侧头纤维型和运动终板的影响.中国医科大学学报，1992，21(1)：1., 百拇医药
陈晓春 朴成哲 杨军 李洪波 赤仁杰
摘 要 目的：探讨特发性脊柱侧弯椎旁肌病理改变与脊柱畸形的因果关系。方法：对其术前、术后病人取标本进行组织化学及超微结构的研究。结果：术后Cobb′s角小于50°的患者椎旁肌基本正常、双侧肌力平衡；而Cobb′s角仍大于50°者椎旁肌病理改变与术前病人相似、双侧肌力不平衡，凸侧明显大于凹侧。结论：特发性脊柱侧弯椎旁肌病变是继发的，早期诊断、早期治疗有利于终止椎旁肌的继发性病理改变，使其得以最大限度的恢复。
关键词：脊柱侧凸 病理学 手术
特发性脊柱侧弯(Idiopathic Scoliosis 简称IS)病因不清。目前对IS椎旁肌的研究资料很多[1，2，3，4]。许多学者发现其双侧椎旁肌有明显差异，凸侧较凹侧发达。而就椎旁肌改变与脊柱侧弯的因果关系至今仍有争议。从这一角度出发，作者对IS术前、术后及正常椎旁肌做对比研究，观察手术矫形后椎旁肌的恢复情况，对椎旁肌病变与脊柱侧弯的因果关系做初步探讨。
, 百拇医药
1 资料与方法
选择IS矫形术后五年以上病人20例，手术年龄12～20岁，平均15.3岁；术前Cobb′s角40～90°，术后20～70°，平均矫正率34%；采用卢氏棒固定4例，哈氏棒16例，均行后方脊柱融合。按术后Cobb′s角将病人分成三组：A组小于30°，B组30～50°，C组大于50°。选择未经治疗的IS病人15例，年龄14～18岁，平均16.1岁，Cobb′s角42～65°，入院前未经任何治疗。术后病人在取内固定物术中取顶椎水平双侧椎旁肌；术前病人在矫形术中取顶椎水平双侧椎旁肌，常规制备琥珀酸脱氢酶(简称SDH)及透射电镜标本。
统计学处理：采用t检验。
2 结果
2.1 SDH染色椎旁肌的改变 术前组：SDH染色均存在明显病理改变，凸侧表现为Ⅰ型肌纤维比例增加，平均75%左右，个别达90%以上，染色不均，并有大量空泡；Ⅱ型比例下降，切面呈多角状(见图1)。凹侧Ⅰ、Ⅱ型比例近似，但切面均呈多角状，横截面积明显小于凸侧，边缘界限不清(见图2)。通过张力因子(Strength Factor，简称SF[3])的计算，术前组双侧椎旁肌的各项指标间差异非常显著，凸侧肌力明显大于凹侧。术前组数据见表1。
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术后组：A、B组病人椎旁肌未见明显病理改变，Ⅰ、Ⅱ型肌比例近似相等，横切面呈圆形、椭圆形，凸凹侧无差异(图3)。C组病人可见较明显的病理改变，其病变与术前组相似。
2.2 超微结构的改变 术前组：肌肉在纵切面上病理变化明显，凸侧表现为规则性肌丝断裂，Z线、M线不齐，线粒体扩张、脱颗粒(图4)。凹侧肌丝排列十分松散，肌丝扭曲，区域性中断，Z线、M线不清，线粒体减少、空化(图5)。
术后组：A、B组基本正常，肌丝排列整齐，不同肌原单位的Z线、M线均在一条直线上，线粒体分布均匀，大小基本一致(图6)，只是偶见肌原单位变细。C组可见与术前组相似的病理改变。
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图1 椎旁肌的异常肌型分布，Ⅰ型肌群聚(×400) 图2 椎旁肌的异常肌型分布，Ⅰ、Ⅱ型肌构成多角状(×400) 图3 椎旁肌的正常肌型分布(×400) 图4 椎旁肌的异常超微结构，规则性肌丝断裂，线粒体空化(×10000) 图5 椎旁肌的异常超微结构，肌丝排列松散，线粒体变性(×10000) 图6 椎旁肌的正常超微结构(×10000)
3 讨论
近年来对IS椎旁肌的研究资料很多，但缺乏术后资料的研究。而术后椎旁肌病变能否恢复，是区别肌肉改变与脊柱畸形因果关系的关键。
正常椎旁肌Ⅰ型肌纤维占54～65%[5，6]，Ⅰ、Ⅱ型肌纤维比例近似，横切面呈圆形、椭圆形，Ⅰ型横切面略大于Ⅱ型。IS病人矫形前椎旁肌病变非常明显，15例病人中均可见病理改变，在凹侧两型肌纤维明显萎缩，横切面均呈多角状，边界不清，截面积明显小于凸侧。
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椎旁肌SDH染色的术后组中，术后Cobb′s角小于50°的病人椎旁肌形态基本正常；而Cobb′s角大于50°者，椎旁肌病变仍很明显，与术前组相一致，病理结构无明显恢复。术后A、B组与正常对照组的电镜结果也相似，说明肌肉恢复良好，通过张力因子计算，双侧椎旁肌肌力平衡。
IS病人矫形术一般只能矫正30～40%，而术后A、B组椎旁肌恢复良好，下列因素促进了椎旁肌的恢复：1.矫形术中凹侧肌肉被进一步牵开，原有废用状态得到改善，而术前一直处于过度牵拉状态的凸侧椎旁肌得到了放松；2.内固定物的存在，消除了侧弯应力；3.脊柱的骨性融合，保证了脊柱的永久稳定，防止侧弯的继续发展。
术后C组病人，术前Cobb′s角均在70°以上，而且病史都较长，一般均在五年以上，椎旁肌形成了难以恢复的病理改变，手术后病变仍难以恢复。另外重度脊柱侧弯，凹侧软组织广泛挛缩，形成了弓弦效应[7]，妨碍了畸形的矫正。如过度矫正，则脊髓及神经根受牵拉，导致瘫痪。
, 百拇医药
那么特发性脊柱侧弯椎旁肌病变究竟是原发还是继发的?一种学说认为是原发的[8]，是先于脊柱侧弯而存在的，由于椎旁肌的病变，使双侧椎旁肌肌力不平衡，导致脊柱侧弯；而另一种学说则认为椎旁肌病变是继发的[9]，由于脊柱侧弯，双侧椎旁肌做功不同，肌肉进行适应性改建。有人对小白鼠肢体进行不同强度的功能训练，结果腓肠肌肌型发生了改变[10]，说明肌肉对不同做功状态发生适应性改建。
本实验多数病人术后椎旁肌有明显的恢复，说明这种改变是继发的。因早期畸形并不严重，治疗效果也较好。而进入青春期后，脊柱畸形迅速发展，给治疗带来了一系列困难，长期以来椎旁肌形成难复性病理改变。因此早期诊断、早期治疗，不但有利于畸形的矫正，同时又利于终止椎旁肌的适应性改建过程，使其病理改变得以最大限度的恢复。
作者单位：陈晓春(沈阳医学院附属中心医院，辽宁 沈阳 110024)
, 百拇医药
朴成哲(沈阳医学院附属中心医院，辽宁 沈阳 110024)
杨 军(中国医科大学附属二院，辽宁 沈阳)
李洪波(沈阳水泵厂职工医院，辽宁)
赤仁杰(沈阳医学院附属中心医院，辽宁 沈阳 110024)
参考文献
[1]Kaneke.Histopathologic-histochemical studies on back muscles in scoliosis.J Jap Orthop Ass 1968，42(1)：13.
[2]Zetterberg C，Aniansson A，Grimby G.Morphology of the paravertebralmuscles in adolescent idiopathic scoliosis.Spine 1983，8(5)：457.
, 百拇医药
[3]Ford DM，Bagmall KM，Mcfaddeen KD，et al.Paraspinal muscle imbalance in adolescent idiopathic scoliosis.Spine 1984，9(4)：373.
[4]Jean-cheng chiu.Morphological studies on the Erector spinae muscle in sixty consecutive Scoliotic patients.J Jap Orthop Ass 1988，62(1)：69.
[5]Mattila M，Hurme M，Alaranta H，et al.The multilidus muscle on patients with disc hernation：histochemical and morphometric analysis of interaoperative biopsies.Spine 1986，11(8)：732.
, 百拇医药
[6]郑斌，周永德，吉士俊，等.椎旁肌病理与脊柱侧弯的关系.中华骨科杂志，1995，15(7)：702.
[7]梁栋，荣德斌，史颍奇，等.凹侧松解矫形治疗脊柱侧弯.中华骨科杂志，1990，10(4)：401.
[8]Fidler MW，Jowett RL.Muscle imbalance in the aetiology of scoliosis.J Bone jointsurg[Br]，1976，58(2)：200.
[9]John D，Susan M，Ming H，et al.Idiopathic Scoliosis：A clinical，Morphometric and histopathological Correlation J Pediatr Orthop，1988，8(2)：147.
[10]张霖，赵连科，高杰.不同负荷训练对小白鼠腓肠肌内侧头纤维型和运动终板的影响.中国医科大学学报，1992，21(1)：1., 百拇医药