揭秘腰椎峡部裂：肌肉力量如何左右病情发展与康复走向？

为明确肌肉无力与腰椎峡部裂的关系，东京大学的研究人员开展腰椎峡部裂生物力学研究，发现不同类型峡部裂在不同运动下的变化及肌肉无力的影响。该研究对理解病情发展和制定康复计划意义重大，值得科研读者一读。

　　

在运动的世界里，有这样一群人，他们在赛场上挥洒汗水，追逐着胜利的荣耀。然而，有一种伤痛却常常如影随形，困扰着许多运动员，那就是腰椎峡部裂（lumbar spondylolysis，腰椎峡部裂是指腰椎椎弓峡部出现的骨质缺损 ）。腰椎峡部裂常常和运动员的腰痛紧密相连，可别小瞧了这个病，它带来的疼痛不仅影响运动员们日常训练和比赛的发挥，还可能让他们不得不暂时告别心爱的赛场。

更让人头疼的是，虽然大家都知道腰椎峡部裂和腰痛有关，但肌肉无力和它之间的关系却一直像一团迷雾，让人捉摸不透。以往的研究中，虽然发现腰椎峡部裂患者不少，但对于不完全腰椎峡部裂这种特殊类型，关注得并不多。而且，在治疗腰椎峡部裂时，康复训练重点在于改善肌肉稳定性、激活肌肉和解决力量不平衡的问题，可肌肉力量下降到底会对治疗产生怎样的影响，也没有一个明确的答案。这就好比在黑暗中摸索，大家都知道前方有目标，但却找不到前进的方向。

为了揭开这团迷雾，给饱受腰椎峡部裂困扰的患者带来希望，来自东京大学的研究人员 Baiyang Ding、Kazuhiro Imai 等人在《Heliyon》期刊上发表了一篇名为 “Biomechanical assessment of unilateral/bilateral lumbar spondylolysis with and without muscle weakness using finite element analysis” 的论文 。他们通过一系列研究，得出了许多重要的结论，就像为这个领域点亮了一盏明灯。这些结论不仅从生物力学的角度揭示了腰椎峡部裂的一些秘密，还为后续的治疗和康复提供了重要的理论依据。

在研究过程中，研究人员用到了几个关键的技术方法。首先是有限元分析（finite element analysis，FE）技术 ，这就像是给腰椎 “拍” 了一张超级详细的 “力学照片”，可以模拟出腰椎在各种情况下的受力和运动情况。他们先获取了一位 26 岁健康女性的高分辨率腰骶部脊柱 CT 数据，然后利用这些数据，通过一系列复杂的操作，在软件中构建出了从第一腰椎到第一骶椎的三维模型。在这个模型上，他们 “制造” 出了不同类型的腰椎峡部裂，比如 L5 单侧不完全峡部裂、单侧峡部裂和双侧峡部裂，就像在模型上设置了不同的 “故障”，看看会发生什么。最后，他们在模型上添加各种力，模拟人体站立、弯腰、扭转等不同动作时腰椎的受力情况，再观察不同模型的变化。

下面我们来看看研究都有哪些结果吧。

FE 模型验证

研究人员为了确保这个 “模拟腰椎” 靠谱，进行了模型验证。他们把模拟结果和之前其他研究的实验数据对比，就像拿着自己的作业和标准答案对照一样。结果发现，无论是模型的活动范围（ROM）、椎间盘内压力（IDP），还是小关节力，都和之前的研究数据很接近。在网格收敛测试中，当单元尺寸为 3mm 和 2.5mm 时，应力结果差异只有 1.65%，符合测试要求。在材料属性敏感性分析中，线性化基本模型和非线性模型在 ROM 和 IDP 方面的差异都很小。这说明这个 FE 模型是很可靠的，可以用来进行后续的研究。

各种腰椎峡部裂模型的比较

1. ROM：研究人员发现，在不同的腰椎峡部裂模型中，L4 和 L5 的活动范围差异很大。在屈曲时，和正常情况相比，有峡部裂的模型（单侧不完全和单侧峡部裂）中 L5 的 ROM 增加了 118%，双侧峡部裂时 L5 的 ROM 更是最大，增加了 125%，但此时 L4 的 ROM 却下降了约 35%。在伸展时，单侧峡部裂模型中 L5 的 ROM 比正常组减少了约 14%，而双侧峡部裂组的 ROM 最大，增加了约 90%。在侧弯时，双侧峡部裂模型中 L5 在左右侧弯时 ROM 明显增加，单侧峡部裂模型中 L5 的 ROM 也比正常组高 20%。在扭转时，除了双侧组，其他模型在左侧扭转时变化不大，但双侧缺陷模型中 L4 和 L5 的 ROM 大幅增加，单侧不完全组中 L5 的 ROM 增加最少。
2. The von Mises 应力和最大主应力：不同运动下，L5 的 The von Mises 应力变化也不一样。双侧组在所有运动中变化都很明显，单侧模型在左右侧弯时，小关节的 The von Mises 应力大幅增加。而且，在扭转时，单侧不完全组和单侧组的变化趋势不同。最大主应力方面，单侧不完全组在左侧屈曲时，应力集中在左侧骨折部位；单侧组在右侧扭转时，右侧小关节的最大主应力明显增加。
3. 椎间盘内压力（IDP）：不同模型下 L5/S 的 IDP 变化趋势和应力分布也有差异。除了在屈曲、右侧弯曲和扭转时，双侧组的 IDP 比正常组大，在伸展、左侧弯曲和扭转时，双侧组的 IDP 分别增加了 57%、60% 和 42% 。

肌肉力量降低时 FE 模型的 ROM

当研究人员把肌肉力量降低 50% 后，又有了新发现。所有模型中，缺陷部位（L5）的 ROM 在各种运动中都下降了。在屈曲时，正常、单侧不完全、单侧和双侧组中 L5 的 ROM 分别下降，L4 的 ROM 却分别增加。在伸展时，正常和双侧组中 L5 的 ROM 变化不明显，但 L4 的 ROM 大幅增加；单侧不完全和单侧组中 L5 的 ROM 下降，L4 的 ROM 却大幅上升。在侧弯时，除了双侧组，其他模型中 L5 的 ROM 都下降。在扭转时，正常和双侧组中 L4 的 ROM 在左侧扭转时增加，单侧不完全组中 L4 的 ROM 变化不明显，单侧组中 L4 的 ROM 下降，而所有模型中 L5 的 ROM 都下降，单侧不完全组下降最明显。

1. 最大主应力：肌肉负荷降低 50% 后，和正常肌肉负荷组相比，单侧不完全组和单侧组在屈曲时，L4 小关节的最大主应力分别增加，双侧组在扭转时，小关节的最大主应力增加了 60%。

从这些研究结果中，我们可以总结出以下结论：从生物力学角度来看，单侧不完全峡部裂在轴向旋转时可能会发展为单侧峡部裂，单侧峡部裂在屈曲时可能会发展为双侧峡部裂。肌肉力量下降是导致峡部裂恶化的一个重要原因，它不仅会使腰椎峡部裂缺陷处的 ROM 减小，还会让相邻节段的 ROM 增加，这样一来，相邻节段发展成峡部裂的风险也就提高了。

这项研究有着非常重要的意义。它让我们对腰椎峡部裂，尤其是不完全腰椎峡部裂，有了更深入的了解。以前很多不清楚的地方，现在通过这个研究都有了答案。而且，它强调了保守治疗的重要性，保守治疗不仅可以治疗峡部裂，还能预防和减少肌肉力量下降。不过，研究也存在一些局限性，比如加载条件不能涵盖所有运动和日常生活中的情况，模型也比较理想化。但这并不影响它为后续的研究和临床治疗提供宝贵的参考，就像为后续的探索打下了一个坚实的基础，让更多的研究者可以在此基础上继续深入，找到更好的治疗方法，帮助那些被腰椎峡部裂困扰的人。