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摘要腰痛（low back pain，LBP）是非常常见的症状。据报道，2017年全球约有5.77亿人受腰痛影响。反复出现的腰痛不仅降低生产力和工作时间，还增加了社会的经济负担。因此，加强LBP相关临床和研究工作来解决这一公共卫生问题的负担是迫在眉睫的任务。腰多裂肌（lumbar multifidus muscle，LMM）是腰椎区域躯干肌肉的主要组成成分之一，为脊柱活动时所需的腰椎机械稳定性提供了超2/3的支撑。超负荷力学、长时间制动以及运动损伤等会导致LMM发生退行性改变（包括脂肪浸润和萎缩）、预激活延迟、协调控制功能障碍，进而引起慢性LBP、腰椎间盘突出等多种脊柱疾病。如何根据LMM的解剖结构和功能来评估其肌肉的性能，在早期诊断和运动康复、手术治疗中具有重要的临床意义。临床上有不少手段来评估LMM的功能状态，包括体格检查、肌电图、MRI和超声。前三者在评估中均存在一定的局限性。常规二维超声可以反映LMM肌肉质量，评估LBP患者的LMM改变。但易受患者姿势、肌肉状态、测量位置影响，故测量重复性有待研究。剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）是近年来新兴的超声技术，在肌肉软组织上有广泛研究。但SWE忽略了组织的粘性，骨骼肌的粘性特征会影响SWE对LMM的评估。超声剪切波黏弹性成像（ shear-wave Elastography Dispersion，SWD）是近年来新兴的一种无创、便捷新技术，通过直接测量剪切波频散值来反映组织黏性程度，以新的角度研究组织炎症、细胞坏死等病理改变的程度。根据目前关于组织粘弹性的研究表明，SWD技术在反映骨骼肌生物力学特征和病理组织成分变化中具有广阔的研究和应用前景。<br>　　研究一 剪切波频散成像定量评估健康成人腰多裂肌的方法学研究<br>　　目的：<br>　　旨在探讨SWD技术评估健康成人腰多裂肌的可行性，提供正常参考值和分析影响因素。<br>　　方法：<br>　　在三姿势（俯卧位、站立位和前屈位）下采集95名健康成人双侧LMM种的SWE和 SWD图像，对皮下脂肪厚度（ Subcutaneous fat thickness ， SFT ）、SWE速度和SWD斜率进行相应测量，以进行统计学分析。<br>　　结果：<br>　　俯卧位下 LMM 的平均频散斜率为：左侧：14.8±3.1 m/s/kHz （女）和13.0±2.5 m/s/kHz （男）；右侧：14.8±3.7 m/s/kHz （女）和 14.2±3.4 m/s/kHz （男）。不同姿势对男女双侧LMM的SWD斜率均无影响（pgt;0.05）。在俯卧位时，我们发现活动水平2 （一般活动水平）的双侧LMM SWD斜率值与活动水平1 （基本不活动）之间存在负相关（β=-1.5（左），-1.9（右），p均lt;0.05），活动水平3 （活跃）的左侧SWD斜率值与活动水平1之间存在负相关（β=-2.3， plt;0.05）。SWE速度与SWD斜率值的相关性随姿势的变化而变化：俯卧位时，双侧LMM的SWE速度和SWD斜率值呈正相关（β=0.3（左），0.37（右），均plt;0.05）；在站立位和前屈位时，双侧LMM的SWE速度和SWD斜率值呈正相关（站立位：β=0.49（左），0.50（右）；前屈位：0.67（左），-0.74（右），均p lt;0.001 ）。在前屈位时双侧 SWD 斜率值均与 SFT呈中度负相关（β=-0.4 （左），-0.7（右），P均lt;0.05）。<br>　　结论：<br>　　SWD成像可用于帮助评估LMM的粘度的辅助工具。在临床应用中，应考虑到活动水平和姿势的影响。<br>　　研究二 年龄相关的腰多裂肌肌内脂肪浸润超声回声强度与剪切波频散成像参数的相关性研究<br>　　目的：<br>　　分析健康人群年龄相关的LMM肌内脂肪浸润超声EI与SWD参数的相关性，探讨年龄相关的LMM肌内脂肪与组织粘弹性的关系。<br>　　方法：<br>　　在俯卧位下采集双侧 LMM 的二维超声、SWE和 SWD 图像，在离线DICOM Image J软件上通过手动追踪LMM的横截面边界来获得的EI。计算并应用SFT的校正因子获得校正EI。对SWE速度、SWD斜率值和原始EI、校正EI的相关性进行统计学分析。<br>　　结果：<br>　　俯卧位下，女性双侧LMM的原始EI、校正EI和右侧SWE速度明显比男性更高（plt;0.05），女性的左侧LMM SWD斜率值高于男性（P=0.007）。年龄与原始EI、校正EI均存在中度正相关（原始EI：β=0.04（左），0.5（右）；校正EI：β=0.03 （左） ， 0.5 （右） ， plt;0.05 ）。性别与校正EI呈正相关（β=10.8 （左） ， 12.7 （右） ， plt;0.05 ）。BMI 与左侧校正 EI 呈正相关（β=1.3 ， plt;0.05）。左侧LMM的SWD斜率与校正EI呈正相关（β=1.2，plt;0.05）。<br>　　结论：<br>　　LMM的超声EI与年龄、性别有关，但总体上LMM的SWD斜率与年龄相关的脂肪含量超声EI无相关性，表明SWD技术有望成为鉴别LMM生理性和病理学改变的一种无创检查手段。<br>　　研究三 剪切波频散成像评估慢性腰痛患者腰多裂肌力学特征和粘弹性变化<br>　　目的：<br>　　采用 SWD技术比较慢性非特异性腰痛（ Chronic non-specific lower back pain，CNLBP）患者与正常人的LMM的结构和生物力学差异，以及分析不同发病状态和发病时长下LMM的差异，探讨CNLBP患者LMM肌肉力学特征和粘弹性差异。<br>　　方法：<br>　　在三种姿势（俯卧位、站立位和前屈位）下，应用超声测量58例CNLBP患者和采用倾向性评分匹配年龄、性别、BMI得出的58例健康成人LMM的厚度、面积、EI、SWE速度和SWD斜率值。计算并应用SFT的校正因子获得校正EI。采用相关统计学方法分析两组人群不同姿势下各参数的差异，比较CNLBP有症状期和无症状期各参数的差异，分析各参数和腰痛持续时间、强度及功能障碍程度的相关性。<br>　　结果：<br>　　CNLBP患者处于有症状期37例，无症状期21例。与健康成人的双侧LMM相比，CNLBP患者患侧LMM的厚度在三种姿势均显著变大（plt;0.05）。俯卧位下，研究组的患侧LMM的CSA、原始EI、校正EI明显大于对照组的双侧LMM （plt;0.05）。除俯卧位下对照组的左侧LMM，在所有姿势下患侧LMM SWE速度均显著大于对照组（plt;0.001）。站立位和前屈位下研究组患者患侧LMM SWD斜率均明显高于对照组双侧LMM（plt;0.05）。研究组患侧LMM与对照组左侧LMM 的ΔCSA2、ΔSWE1、ΔSWE2、ΔSWD1、ΔSWD2 有统计学差异（plt;0.05）。除站立位下SWD斜率，CNLBP患者健侧与患侧LMM在不同姿势下的SWE速度和SWD斜率测值均有统计学差异（plt;0.05）。CNLBP患者有症状期组与无症状期组在站立位下SWE速度有统计学差异，在站立位和前屈位下SWD斜率、ΔSWD1和ΔSWD2有统计学差异（plt;0.05）。站立位时CNLBP患者患侧LMM的CSA与ODI呈负相关（β=-0.2，p=0.01）），余CNLBP患者患侧LMM测值与VAS、ODI评分无相关性。对年龄、性别和BMI进行调整后LMM的厚度、CSA与腰痛发病时长呈中等正相关（β=1.2，4.8，p均lt;0.05）。<br>　　结论：<br>　　SWD可以反映CNLBP患者与健康人群的LMM差异，还可以反映CNLBP患者有症状期和无症状期LMM的差异，表明SWD可以反映LMM的病理性改变，且比SWE更有优势。