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Use of the Posterior Lumbar Approach for Psoas Major Injection in Hip Flexor Spasticity

Published online by Cambridge University Press:  27 July 2020

Allen Duong*
Affiliation:
Division of Anatomy, Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada
Satyendra Sharma
Affiliation:
Division of Physical Medicine and Rehabilitation, Department of Medicine, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada Division of Physical Medicine and Rehabilitation, Sunnybrook Health Sciences Center, Toronto, Ontario, Canada
Anne A.M. Agur
Affiliation:
Division of Anatomy, Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada Division of Physical Medicine and Rehabilitation, Department of Medicine, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada
*
Correspondence to: Allen Duong, Division of Anatomy, University of Toronto, 1 King’s College Cir, Toronto, ON, Canada M5S 3K1. Email: allen.duong@mail.utoronto.ca
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract:

Background:

Hip flexor spasticity in patients with upper motor neuron syndrome of multiple etiologies has been managed with botulinum neurotoxin injections mainly targeting the “iliopsoas” muscle. A lumbar approach to target psoas major (PM) has been described; however, it has not been incorporated into clinical practice due to perceived risk of injury to surrounding structures. This study will investigate the feasibility and accuracy of ultrasound-guided (UG)-PM injection using a lumbar approach by assessing the intra/extramuscular injectate spread in cadaveric specimens.

Methods:

In eight lightly embalmed specimens, toluidine blue dye/saline was injected into PM using a UG-posterior lumbar approach. The posterior abdominal wall was exposed, and dye spread and surrounding structures digitized and modeled in 3D. The area and vertebral level of dye spread, distance of dye to the inferior vena cava (IVC), and abdominal aorta (AA) and dye spread to adjacent organs were quantified.

Results:

The models enabled visualization of the dye spread in 3D. Mean area of dye spread was 24.4 ± 2.8 cm2; most commonly between L2 and L4 vertebral levels. Mean distance of the dye to AA was 3.2 ± 1.2 cm and to IVC was 1.8 ± 0.4 cm. Dye spread remained intramuscular in all but one specimen. No dye spread occurred to any adjacent organs.

Conclusions:

The injection of PM using the UG-posterior lumbar approach was consistent and without spread to surrounding structures. This technique alone or in addition to the anterior approach is expected to have better clinical outcomes in the treatment of hip flexor spasticity. Further clinical studies are required.

Résumé :

RÉSUMÉ :

Cibler la région lombaire postérieure dans des cas d’injection du grand psoas pour des patients atteints de spasticité des muscles fléchisseurs de la hanche.

Contexte :

La spasticité des muscles fléchisseurs de la hanche chez des patients atteints d’un syndrome du motoneurone supérieur (ou syndrome pyramidal) dont les étiologies sont multiples peut être prise en charge par des injections de neurotoxines botuliques ciblant principalement le grand psoas. L’approche qui consiste à se concentrer sur la région lombaire pour mieux cibler ce muscle a été décrite dans la littérature ; elle n’a toutefois pas été intégrée dans la pratique clinique en raison de la perception d’un risque de blessure pouvant affecter les structures avoisinantes. Cette étude entend donc examiner la praticabilité et la précision d’injections guidées par ultrasons ciblant le grand psoas en fonction d’une approche dite « lombaire postérieure ». Pour ce faire, nous avons évalué la propagation intramusculaire et extra-musculaire d’une substance injectée chez des spécimens cadavériques.

Méthodes :

Du bleu de toluidine dissous dans une solution saline a donc été injecté, tout en étant guidés par ultrasons, dans le grand psoas de 8 spécimens cadavériques légèrement embaumés. À noter que le mur abdominal postérieur de ces spécimens était exposé et que la propagation du colorant, ainsi que les structures avoisinantes, ont été numérisées et modélisées en 3D. La propagation du colorant selon la région vertébrale et le niveau des vertèbres, la distance du colorant par rapport à la veine cave inférieure (VCI) et l’aorte abdominale (AA) et la propagation du colorant vers les organes voisins ont également été quantifiées.

Résultats :

Nos modèles ont permis de visualiser la propagation du colorant en 3D. La région vertébrale moyenne de diffusion du bleu de toluidine a été de 24,4 ± 2,8 cm2, et ce, le plus souvent entre les niveaux L2 et L4. La distance moyenne de propagation par rapport à l’AA a été de 3,2 ± 1,2cm et de 1,8 ± 0,4 par rapport à la VCI. La propagation du colorant est demeurée intramusculaire dans tous les spécimens cadavériques sauf un. Enfin, aucune propagation de colorant n’est survenue dans les organes voisins.

Conclusions :

L’injection de bleu de toluidine dans le grand psoas au moyen de l’approche dite « lombaire postérieure » tout en étant guidé par ultrasons s’est révélée uniforme et sans signe de propagation vers des structures avoisinantes. Il est donc permis d’espérer que cette technique, seule ou en complément avec des approches antérieures, aura de meilleurs résultats cliniques dans le traitement de la spasticité des muscles fléchisseurs de la hanche. Cela dit, d’autres études cliniques demeurent nécessaires.

Information

Type
Original Article
Copyright
© The Author(s), 2020. Published by Cambridge University Press on behalf of The Canadian Journal of Neurological Sciences Inc.
Figure 0

Figure 1: Landmarking and site of injection. (A) Specimen with landmarking. Inset shows enlargement of site of injection. (B) Ultrasound scan showing needle position. L, lumbar vertebra; TP, transverse process.

Figure 1

Figure 2: Dissections and 3D models of dye spread. (A) Dissection, psoas major (PM), QL and ILC intact. Anterior view. (B) 3D model of the specimen in A, anterior view. (C) 3D model of specimen A, showing a transparent PM to demonstrate extent of dye spread, anterolateral view. Aorta and IVC removed. (D) Dissection of a specimen with PM fiber bundles removed to demonstrate intramuscular dye spread. (E) 3D model of specimen in D, anterior view. Dye spread cannot be seen as this shows the surface of PM. (F) 3D model of specimen in D, anterolateral view. Dye spread can be seen through transparent PM.

Figure 2

Figure 3: Quantification of dye spread. (Left) Graph showing vertebral level (L2 to S1) of dye spread. Red bars denote left side of specimen (Sp). Blue bars denote right side of Sp. (Right) Summary of dye spread parameters.

Figure 3

Figure 4: Anatomy of iliopsoas, anterior views. (A) Relationship of PM to medial and lateral parts of ILC. (B) Enlargement of PM tendon and medial and lateral parts of ILC showing attachment sites to the lesser trochanter. A, anterior superior iliac spine; F, femur; IC, iliac crest; Lat, lateral part of ILC; Med, medial part of ILC; T, tendon of PM; PS, pubic symphysis; *, tendon of ILC merging with T; white arrow, lesser trochanter; red arrow, fiber bundle attachments of medial part of ILC to PM tendon.