太空飞行后腰椎的生物力学变化以及与太空飞行后椎间盘突出症相关的因素。,The Spine Journal
太空飞行后腰椎的生物力学变化以及与太空飞行后椎间盘突出症相关的因素。
The Spine Journal ( IF 4.9 ) Pub Date : 2021-07-31 , DOI: 10.1016/j.spinee.2021.07.021
Jeannie F Bailey 1 , Priya Nyayapati 1 , Gabriel T A Johnson 1 , Lucas Dziesinski 1 , Aaron W Scheffler 2 , Rebecca Crawford 3 , Richard Scheuring 4 , Conor W O'Neill 1 , Douglas Chang 5 , Alan R Hargens 5 , Jeffrey C Lotz 1
背景对于慢性腰痛，影像学病理特征与患者症状之间的因果机制尚不清楚。例如，椎间盘突出通常可以在没有症状的情况下出现。仍然需要更好地了解探索脊柱组织损伤和疼痛和残疾的临床表现的病理生理机制。太空飞行和宇航员的健康为纵向研究潜在的腰痛机制提供了难得的机会。太空飞行会扰乱脊椎的昼夜负荷，有几条证据表明，宇航员在太空飞行后腰痛和椎间盘突出的风险增加。目的 研究长时间暴露于微重力环境与飞行后椎间盘突出症发病率升高之间的关系，我们进行了一项纵向研究，以跟踪 12 名 NASA 宇航员在太空中大约 6 个月前后的脊柱健康状况。我们假设飞行后椎间盘突出症和腰背不适的发生率与太空飞行中的肌肉萎缩和先前存在的脊柱病变有关。研究设计 这是一项前瞻性纵向研究。患者样本 我们的样本包括一组 12 名宇航员。结果衡量指标 通过 3T MRI，我们量化了椎间盘含水量 (ms)、椎间盘退变（Pfirrmann 级）、椎体终板不规则、小关节病和/液体、高强度区域、椎间盘突出、多裂肌总横截面积 (cm2)、多裂肌瘦肌肉横截面积 (cm2) 和肌肉质量/成分 (%)。从定量透视我们量化，最大屈伸 ROM (°)、最大横向弯曲 ROM (°) 和最大平移 (%)。最后，患者结果和临床记录用于识别与 3T MRI 中椎间盘突出相关的飞行后症状。方法 3T MRI 的高级成像数据是在与在太空中停留六个月相关的三个不同时间点收集的：（1）发射前一年内（“飞行前”），（2）返回地球后一周内（ “飞行后”）和（3）返回地球后 1 到 2 个月（“恢复”）。在飞行前和飞行后时间点收集节段运动学的透视。我们评估了太空飞行和飞行后恢复对脊柱结构和功能纵向变化的影响，以及在太空飞行后出现和未出现症状性椎间盘突出症的机组人员之间的差异。结果 我们一半的宇航员（n = 6）在太空飞行后经历了与新的或以前无症状的腰椎间盘突出或突出相关的新症状。我们观察到下腰椎进行太空飞行后多裂肌质量下降，L4L5 (-6.2%, p=.009) 和 L5S1 (-7.0%, p=.006) 的瘦肌肉百分比降低与新的椎间盘突出症。此外，我们观察到太空飞行后 L2L3 (-17.2%, p=.006) 和 L3L4 (-20.5%, p=.02) 的腰椎段屈伸 ROM 减少，此外，上三个腰段的 ROM 减少（ -24.1%, p=.01) 与椎间盘突出症的发生率相关。现有的终板病变在上腰椎最为普遍，并且与节段性 ROM 减少有关（-20.5%，p=.02）。结现有的脊柱终板不规则。这些研究结果表明，上腰椎和下腰椎区域的脊柱僵硬和肌肉损失的不同影响可能会特别引起太空飞行后下腰椎有症状的椎间盘突出症的风险。这项研究的结果对发生椎间盘突出症和相关腰痛的机制和可能的风险因素提供了独特的纵向评估。此外，这些发现将有助于制定生理对策，以在长期太空任务期间维持宇航员的脊柱健康。
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