颈椎椎间孔韧带的临床解剖学研究

发布时间：2018-03-09 18:53

本文选题：颈椎　切入点：椎间孔　出处：《南方医科大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着我国人均寿命的不断延长以及现代社会生活方式的改变,以退行性变为主的颈椎病患者亦随之增加。临床上颈椎病可分为神经根型、脊髓型、椎动脉型、交感型和混合型,其中以神经根型(70%)最多见。神经根型颈椎病的临床表现为与脊神经根分布区相一致的感觉、运动及反射障碍,一般认为其病因是由于各种原因对颈神经根的直接卡压。虽然神经根型颈椎病在临床上较为常见,但是此类病变中神经根受卡压的具体机制尚不十分明确。神经根自硬膜囊发出后向外下方走行,经侧方的椎间孔离开椎管,神经根与椎间孔及其周围软组织具有十分密切的解剖关系,椎间孔内骨纤维管狭窄、软组织增生、肥厚、粘连等病理改变均可使经过该处的神经受压,引起血液循环障碍,从而造成不同程度的感觉及运动功能障碍。腰椎椎间孔内侧、中央以及外侧区域的韧带结构,例如Trolard韧带,Hofmann韧带,Spencer韧带,齿状韧带等被认为可能是造成坐骨神经痛神经根卡压的解剖学原因。因此,想要更加清楚的了解神经根型颈椎病神经根卡压的潜在因素,需要有更加深入的解剖学研究,特别是专门针对颈椎椎间孔区域的解剖学研究。臂丛的严重撕脱伤常引起神经根或神经干的损伤,但是,神经损伤的位置、程度和方式却各不相同。Kawai等报道,C5神经常发生神经节后的神经干损伤,而C7、C8神经则常常发生神经节前的神经根损伤,C6、T1神经的损伤情况则介于二者之间。顾玉东报道,C5、C6、C7神经根不容易发生单纯撕脱,在产生撕脱前往往先造成节后神经干的损伤。若暴力持续存在则在节后损伤的基础上再合并节前损伤,而单纯根性撕脱伤则在C8、T1神经十分常见。对于引起这些损伤类型不同的确切解剖机制,不同的人有不同的见解。随着脊柱外科颈椎手术的广泛开展,人们对手术的效果、安全性等要求不断提高,迫切需要脊柱外科医生对手术方式及方法进行改进。近年来,脊柱外科微创领域迅猛发展,已有内窥镜技术在颈椎成功应用的报道,主要为经前、后入路,至今未见颈椎侧方入路椎间孔镜技术的报道。临床上针对颈椎间孔及其周围结构的病变,能否利用椎间孔镜技术从侧方入路进行微创手术?以上这些,都迫切需要临床解剖学为颈椎椎间孔提供更为详实的解剖学依据。目前,国内外学者对颈椎椎间孔的研究主要集中在椎间孔区域的骨性结构,而对于颈椎椎间孔内与神经根关系更为密切的周围软组织的解剖研究则非常罕见,这在某种程度上限制了颈椎神经根相关疾病的诊断及治疗的发展和进步。腰椎间盘突出症、腰脊神经分支卡压等所致的腰腿痛是临床常见的疾病之一。不论手术治疗还是保守治疗,多数方法都是在椎间孔或经椎间孔操作。目前,国内外对腰椎椎间孔内相关韧带进行了一些颇有启发意义的研究,对其生理、病理及相关临床意义都进行了相应的探讨。Golub BS等于1969年发现腰椎椎间孔出口区和外侧区韧带,命名为横椎间孔韧带和椎体横突韧带,中文简称为横孔韧带和体横韧带。他们认为这些韧带是非正常人体组织,与腰腿痛关系密切。随着相关解剖学及组织学研究的不断开展,越来越多的学者开始认为椎间孔韧带是正常组织,起固定、保护神经和血管的作用,或认为其对于腰骶节段的稳定有一定的力学功能。而不少学者则认为腰椎横孔韧带与腰椎神经根卡压引起的坐骨神经痛之间存在密切关系,并对其机制进行了深入的探讨。他们认为,通常的身体活动产生的动作,如脊柱前屈,后伸,左右侧弯和轴向旋转并不会使椎间孔内的神经根及其周围组织产生疼痛的症状,但当这些韧带组织发生某些病理改变时,会使神经根在椎间孔内的有效空间减少,当神经根经受到压迫和撞击时便会引起疼痛。后续研究者对此亦有争论,并做了一些相关的解剖和生物力学实验。而针刀界则一致认为椎间孔韧带是导致腰腿痛的一个重要原因,并将其作为针刀治疗腰椎间盘突出症椎间孔松解的理论基础。脊神经周围的椎间孔内韧带最先由Hofinann提出,他观察到,在神经根管中脊神经被一些坚韧的纤维连到周围椎管壁的骨膜上。Spencer等在1983年进一步描述了这种Hofmann韧带,并把这种韧带叫做“侧方Hofinann韧带”,并对它的功能做了诠释。Spence非常强调这些侧方韧带的存在,他们认为,当椎间盘突出时,这些韧带阻止脊神经向后方移动以躲避挤压。这样,即使在脊神经后方有大量的空间存在,疼痛也将产生。脊神经在椎间孔内被这些韧带固定,即使在它下方仅有一个很小的椎间盘突出,也可能引起很严重的症状。Akdemir等则认为,椎间孔内韧带作用是保护神经根免受周围组织的碰触,并有利于神经生物电传输、脑脊液流动和血液循环顺利进行。同时,他们认为,椎管狭窄或术后瘢痕组织等退变的过程使椎间孔缩窄,并且影响了椎间孔内韧带,这些病理性的变化与椎间孔内韧带、脂肪组织一起阻碍神经根的机械运动,同时也增加了神经根在孔内的摩擦,从而引起疼痛。目前国内外对于颈椎椎间孔韧带的研究较为罕见,尚缺少深入系统的解剖学研究。一些学者观察了臂丛C5、C6、C7、C8及T1神经根的解剖特点,指出臂丛神经根存在解剖固定结构。Sunderland报道,颈椎神经根在出椎间孔处被周围纤维附着物固定于横突沟槽内,其中C4、C5、C6神经根被固定得最为牢固,将神经根向椎体方向牵拉。他们认为这些纤维附着物具有保护神经根免受牵拉损伤的作用。但是,他们认为在椎间孔内部,没有将神经根固定在周围椎间孔壁的附着结构。2011年,Kraan等对于将颈神经连于周围横突的附着物进行了解剖和组织学研究。他们认为,在颈椎椎间孔外存在韧带连接结构,这些韧带由腹侧和背侧两部分组成,腹侧部分叫做腹侧椎间孔外韧带,背侧部分叫做背侧椎间孔外韧带。腹侧和背侧椎间孔外韧带又各分为上下部分。腹侧上方部分起自横突前结节,止于横突后结节,这些韧带的腹侧与脊神经相连。背侧上方韧带起自横突的背侧止于脊神经外膜的背侧。脊神经在椎间孔外被腹侧和背侧椎间孔外韧带连于颈椎横突前结节或后结节。根据韧带的走行方向,他们认为在颈椎,这些韧带的功能是使脊神经处于椎间孔中央位置从而保护脊神经免受压迫和减少纵向牵拉,并认为这些韧带似乎是对抗神经痛的有害刺激而不是引起神经痛的原因。综上所述,颈椎椎间孔韧带具有重要的临床应用价值,对其进行深入细致的研究和探讨将极大提高临床神经根型颈椎病的诊断和治疗水平。遗憾的是,目前国内外对于颈椎椎间孔韧带的研究还尚未成熟,关于韧带的对神经根的保护机制及其与颈神经放射痛的之间的关系存在较大争议。国外只有一篇文献对其进行了系统研究,但结果存在较多疑问。而国内文献书籍尚未见报道,尚缺少国人的相关解剖学研究。究其原因,我们认为可能是颈椎间孔区域结构相对腰椎更为复杂多变,解剖观测费时费力,研究过程需要更大的耐心和勇气。针对以上问题,从解剖形态学描述到生物力学特性再到影像学表现,我们对国人颈椎椎间孔韧带结构进行了深入细致的研究,对其生理、病理及相关临床意义进行了深入地探讨,旨在充分揭示其性状,为临床诊断和治疗相关疾病提供详实的理论依据。我们的研究主要分为以下四个部分：第一章颈椎椎间孔外韧带的解剖学观测及其临床意义目的：充分揭示颈椎椎间孔外韧带的解剖学特征及组织学特性,为临床提供客观详实的形态学资料。方法：取6具正常成人颈椎完整防腐标本,排除颈部畸形、病变或颈椎手术者,所有标本均经双侧颈总动脉灌注红色乳胶(所有标本均由南方医科大学解剖教研室提供)。常规剔除椎旁的肌肉,注意保护颈神经根。在手术显微镜下由外向内沿神经根仔细观察颈椎椎间孔外侧区周围软组织,寻认并观察神经根与椎间孔出口处周围结构的纤维连接,记录其位置、形态、数目、走行和附着点等,并用游标卡尺在手术显微镜下测量此连接结构的长度、宽度、厚度或直径。对所有观察到的结果进行照相和显微照相。应用SPSS20.0统计软件对测量数据进行统计学处理,结果用(x±s,mm)表示。颈椎左右两侧椎间孔外韧带各测量值及数量用独立样本t检验；韧带在不同节段椎间孔内的各测量值及数量行析因设计资料的方差分析,同时分析左右两侧及不同节段两因素的交互效应；对各节段颈椎椎间孔韧带的厚度或直径及数量行两两对比LSD-t检验,P0.05表示差异有统计学意义。结果：颈椎椎间孔外存在正常的韧带结构,可以分为两种类型：①辐射状韧带,出现较为恒定,自C1-C2椎间孔到C7-T1椎间孔都有出现,大多呈由内上向外下走行,将神经根向脊髓方向牵拉。几乎所有的辐射状韧带都终止于脊神经节的外侧。根据附着位点,分为上、下、前、后四部分,分别将颈神经根连于周围的上下椎体的横突、上下椎弓根、钩椎关节关节囊、关节突关节囊,甚至是通过横突小孔连于相邻的神经根。辐射状韧带中下方韧带所占比例最高(61.5%),其次为上方韧带(24.7%)。颈椎两侧椎间孔辐射状韧带各测量值比较无明显统计学差异。纵向比较各节段椎间孔发现,C5-C6椎间孔辐射状韧带发育相对较好,其次是C6-C7椎间孔,再次是C4-C5椎间孔,其他节段C7-T1, C1-C4椎间孔外韧带相对薄弱。②横孔韧带,不恒定出现,出现率存在较为明显的个体差异及椎间孔节段差异。一般起自神经根上位横突前下缘,止于下位横突前结节上缘近椎体侧,走行方向大致与神经根方向交叉垂直,位于颈神经背根神经节前上方并有纤维组织与颈神经根外膜相连。横孔韧带在下颈椎椎间孔(臂丛神经根处)出现较多,每个颈椎椎间孔一般只含有一条横孔韧带。结论：在颈椎椎间孔出口处,颈神经根与周围结构之间存在两种韧带连接形式,辐射状韧带和横孔韧带。颈椎椎间孔外韧带都在臂丛神经根处分布较多,根据它们的形态特征,辐射状韧带很可能是一种避免神经根遭受外界牵拉损伤的保护机制,而横孔韧带极有可能是造成神经根型颈椎病神经卡压的潜在因素。第二章颈椎椎间孔内韧带的解剖学观察及其临床意义目的：通过尸体解剖学观察,充分揭示颈椎椎间孔内韧带的性状及其临床意义。方法：取6具正常成人完整颈椎防腐标本,排除颈部畸形、病变或颈椎手术者。常规剔除脊柱椎旁肌肉及软组织,电锯切除颈椎后方椎板,除去椎管内脊髓及其被膜组织,充分暴露颈神经根及椎间孔。手术显微镜下自椎间孔内侧仔细观察神经根及其与周围椎间孔壁的连接结构,记录其位置、走行方向、数目、附着位点等。对所有观察到的结果进行照相和显微照相。结果：颈椎各节段椎间孔均存在椎间孔内韧带,呈放射状将神经根向四周连于椎间孔壁周围的骨膜上,椎间孔内韧带与神经根之间的角度几乎垂直。颈椎椎间孔内韧带出现较为恒定,可以分为入口区韧带和中央区韧带。入口区韧带大致可分为四部分,分别将神经根连于后方的小关节囊,下位椎弓根上缘,上位椎弓根下缘以及前方的椎间盘。入口区韧带周围被膜状结构包裹,打开膜状物可见条索状的纤维组织。中央区韧带多呈纤细的条索状纤维组织,相互交织呈网围绕在神经根周围,疏松的附着在神经根及脂肪间隙的血管壁上,韧带数量较多,难以统计。相比较而言,C2/3-C3/4椎间孔内韧带较为松散纤细,数量较少；C4/5-C6/7椎间孔内韧带较为坚韧而粗壮,数量较多。结论：在颈椎椎间孔入口区和中央区,颈神经根与周围组织之间存在辐射状椎间孔内韧带。它们可能是作为神经根的一种保护机制,使神经根处于椎间孔内的最佳位置,为神经根提供支持并保护神经根免受周围组织的摩擦。另外,椎间孔内神经根周围的这些韧带可能在一定程度上维持神经根袖的形态,有利于根袖内神经电生理的传输,脑脊液及血液循环的流动。手术后或有退行性疾病的患者的疼痛或神经缺失症状可能是由于对椎间孔内韧带的损伤造成的。外科医生手术时应谨记这些韧带,并予以保护。第三章颈椎椎间孔外韧带对神经根固定作用的生物力学研究目的：从生物力学角度探讨颈椎椎间孔外韧带对臂丛神经根的固定作用及其各神经根之间的差异。方法：取10具正常成人完整颈椎防腐标本,常规解剖剥离椎旁肌肉,保留神经根及椎间孔区域周围组织。两侧颈椎随机选取C5、C7或C6、C8神经根,行椎板后路开窗暴露神经根椎管内段。在神经根及椎间孔周围骨性结构上安置定位针,将神经根与丝线连接,通过滑轮与托盘相连。对神经根逐渐施加重量载荷(在托盘中逐个加入50g砝码,共60个)。实验最后选择性切断部分椎间孔外韧带,对比神经根前后位移变化。Canon EOS 50D数码相机定位捕捉定位针针头之间位移变化,将图像导入计算机中,利用Adobe Photoshop CS6进行精确测量。将结果输入SPSS 20.0统计软件,计算神经根各段位移变化率,对椎管内段位移变化率与椎管外段位移变化率行配对t检验,对C5、C6、C7、C8神经根椎管内段位移变化率纵向比较行方差分析,两两对比行LSD-t检验,P0.05为差异具有统计学意义。结果：C5、C6、C7、C8神经根位移随牵拉载荷增加而增大,其中椎管内段神经根位移变化率较椎间孔外段神经干位移变化率小(配对样本t检验,p0.05)。椎间孔外韧带可以吸收神经根上的部分牵拉载荷,在一定载荷范围内对抗外界对神经根的牵引,其中C5神经根的载荷保护范围最大。实验最后,切断辐射状韧带,尤其是下方辐射状韧带,神经根位移变化较大,而切断横孔韧带前后神经根位移变化不明显。结论：颈椎椎间孔外辐射状韧带,尤其是下方辐射状韧带,可以将神经根上的牵拉力转移到椎间孔外横突、小关节囊、钩椎关节囊以及椎弓根等部位,因此分散了神经根上的牵拉载荷,从而起到保护神经根的作用。韧带对C5神经根的保护作用最强,这可能是C5神经根不容易发生单纯根性撕脱伤的解剖学原因。颈椎椎间孔外横孔韧带对神经根的保护作用不明显,理论上可以行手术切断横孔韧带以治疗相关韧带卡压引起的神经根型颈椎病。第四章颈椎椎间孔外韧带的解剖与磁共振3D-FIEST序列扫描的对照研究目的：以尸体解剖解剖结果为金标准,评估MR3D-FIESTA序列对颈椎椎间孔外韧带的成像能力。方法：分为三部分,第一部分：取5具正常成人完整颈椎防腐标本,排除颈部畸形、病变或颈椎手术者,所有标本均经双侧颈总动脉灌注红色乳胶(所有标本均由南方医科大学解剖教研室提供)。对标本进行编号,选取MR3D-FIESTA序列对标本进行影像学扫描。由一名培训过颈椎椎间孔外韧带知识的放射学家在MR图像上辨认C4-T1椎间孔处韧带结构,将结果在提前设计好的颈椎椎间孔模式图上进行标记。第二部分：标本扫描后,对标本C4-T1椎间孔进行大体及手术显微镜下解剖,仔细辨认神经根周围韧带结构,记录结果,同样将结果在提前设计好的颈椎椎间孔模式图上进行标记。第三部分：以尸体解剖学结果为金标准,评估MR对颈椎椎间孔外韧带的显示效力,计算特异性、敏感性、阳性预测值、阴性预测值及准确率。结果：C4-T1椎间孔处横孔韧带出现率为50%。在MR3D-FIESTA序列扫描图中,颈椎椎间孔外辐射状韧带呈现出与神经根相同的高密度信号影,而横孔韧带呈低密度信号影。经过颈椎椎间孔外韧带解剖学知识培训的放射学家利用MR3D-FIESTA序列扫描图辨别横孔韧带的相关能力如下：特异性91.7%；敏感性35.3%；阳性预测值75.0%；阴性预测值66.7%；准确率68.3%。结论：相对于其他节段颈椎椎间孔,横孔韧带在C4-T1椎间孔处出现率较局。MR3D-FIESTA序列可以提供非常好的分辨率,能够对颈椎椎间孔外韧带进行清晰显示,具有较高的临床应用价值。放射学家在充分掌握颈椎椎间孔外韧带解剖知识的前提下,在3D-FIESTA序列扫描图中认为某颈椎椎间孔存在横孔韧带时,这个颈椎椎间孔确实存在横孔韧带的可能性大约为70%；另一方面,当放射学家认为某椎间孔不存在横孔韧带时,这个颈椎椎间孔仍有大约30%的可能性存在横孔韧带。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687.3;R322

【参考文献】