由于椎间盘变性,椎小关节软骨坏死而导致的一系列退行性病变共同刺激或压迫邻近的神经或其他组织而产生的临床症状。
一、 颈椎正常解剖
1、 颈椎
正常7个颈椎、6个椎间盘;除第1、2颈椎外,其余与典型椎骨形态机同,有椎体和椎弓两部分组成。椎体在前,椎弓在后,两者环绕脊髓形成椎孔。颈椎椎体的横径较前后径大,约为2:1,椎体前缘的高度较后缘小,椎体的两侧偏后方棘状突起,为钩突,属颈椎特有,其与相邻上椎体侧方的斜坡构成钩椎关节(Luschka关节)。或称弓体关节(neurocentral joint)。此关节能防止椎间盘向侧后方突出,但当出现增生时可影响椎动脉的血液循环,并可压迫其后方的神经根。椎弓由两个椎弓根、两侧椎板、一个棘突、两个横突和四个关节突组成。椎弓根的上下缘各有切迹,相邻二椎弓根的上下切迹围成椎间孔,有脊神经通过。颈椎的椎间孔前后径较小,是脊神经根容易受到前后挤压的原因之一。椎板是椎弓的后部,为椎孔的后壁,两侧与椎弓相连。相邻的椎板间有黄韧带连接。棘突起于椎板的中部,向后下方突出,相邻的棘突借棘间韧带和棘上韧带连接。相邻椎体的上下关节突构成脊椎小关节,位于椎弓根和椎板相连接处,有关节软骨和关节囊。横突每侧一个,起于椎弓根和椎板的连合处,位于上下关节突之间。横突的中间有横突孔,除C7之外,均有椎动脉通过。C1脊椎由前后弓和两侧块组成,前弓较短,其后面与C2的齿突构成环齿关节。前面的正中部为前结节;后弓较长,中间有后结节而无棘突。侧块上部的关节面与枕骨髁构成环枕关节,下方与C2的关节面构成环枢关节。侧块的外方有横突,为环枢关节旋转运动的支点。C2椎体为齿状突和椎体融合而成,椎弓与其他椎体相同,但棘突很大。
2、 椎间盘
自C2向下,两个相邻椎体间均有椎间盘。椎间盘有两部分组成,中心为胶样的类粘蛋白物质称髓核,周围为纤维环。
纤维环位于椎间盘的周缘部,由纤维软骨构成,纤维环的纤维排列成同心环状,前部的浅层纤维与前纵韧带的纤维融合在一起,后部的纤维较厚,与后纵韧带融合。前纵韧带宽而厚,后纵韧带窄而薄,因此椎间盘容易向后方突出。
髓核,在20岁以前含有85%~90%的水分,20岁以后开始退化,随着年龄的增长,椎间盘发生脱水变性,含水量降到70%,髓核的胶冻样半流动状态也逐渐被纤维组织代替。
纤维软骨板,椎体上下面之间有一层纤维软骨盘,为透明软骨,一般认为其是椎体的一部分。成年期软骨板和纤维环融合在一起。软骨板完整时髓核不能突入椎体的骨松质内。
椎间盘富有弹性,具有缓冲压力、保护椎体和支持脊柱活动的作用。
3、 颈脊髓及神经根
颈髓为扁圆柱状,横径大于纵径约为2:1。C4-T1为颈膨大,是臂丛发出的部位,也是脊髓最粗的部分。从颈髓发生8对脊神经,每对由前根和后根组成。颈髓前外侧沟有脊神经前根从脊髓走出,后根从脊髓的后外侧沟进入脊髓。前根和后根都向侧方延伸,至椎间孔处,在脊神经节外侧集合成脊神经。C1-2脊神经位于关节突的后方分别位于环枢椎椎弓之上,其他颈脊神经均位于椎间关节的前方,经过相应椎体的上一个椎间孔离开椎管,第8对脊神经在C7-T1椎间孔穿过。脊神经所穿过的椎间孔均较小。神经根与椎间盘紧密接触,位于椎间关节和钩突关节之间,后者发生病变均能累及神经根。C4-6水平,后根的稍前方,有自脊髓发出的一排神经纤维,联合成为副神经的脊髓根,沿脊髓的两侧上行,经枕大孔入颅,与副神经的延髓根合并成副神经。
4、 椎动脉
一般发自锁骨下动脉,有时发自于主动脉弓或无名动脉,分4部分:颈部、脊椎部、头下部和颅内部。
脊椎部椎动脉周围环绕静脉丛和神经丛,位于颈神经前支的前方,钩椎关节的前外方,穿过上6个颈椎的横突孔。构椎关节发生增生性病变可压迫椎动脉,特别是C5横突孔距离椎体最近,椎动脉在此最易受到压迫。
头下部椎动脉的环椎上关节突的外侧和后侧迂曲都较大,头颅转动时可受牵张而狭窄,影响血流通过。
二、 颈椎的正常影像学表现
1、 常规X线
X线正位片,主要观察环枢关节有无脱位,齿状突有无骨折。以及钩椎关节及椎间隙。颈椎除C1-2外语其它脊椎形态相似。椎体呈长方形,从上向下依次增大,周围为薄而致密的骨皮质,密度均匀,轮廓光滑。内部主要为网状骨小梁组成的低密度松质骨。钩椎关节在正位显示清楚。横突位于椎体两侧呈对称的指状骨密度影。横突内侧可见椭圆形的致密环,为椎弓根的轴面像称椎弓环。椎弓根的上下方为上下关节突影,两侧关节突间距上宽下窄。椎板由椎弓根向后内延续形成并在中线联合形成棘突,投影于椎体中央偏下方,呈尖向上的类三角形致密影。两侧椎弓根内缘的间距为骨性椎管的横径,是判断椎管狭窄的指标之一。
X线侧位片上,椎体仍呈长方形。附件居其后方,从前向后依次为椎弓根、椎弓板和棘突,上下关节突分别起于椎弓根和椎弓板连接处的上下方。椎体后方和椎弓板之间的纵形半透明带为椎管影,椎体后缘和椎弓板前缘的间距为骨性椎管的前后径,也是平片诊断椎管狭窄的重要指标。脊椎小关节间隙为匀称的半透明影,颈椎侧位显示清楚,这是由于上下关节突的排列和关节面的方位不同所致,颈椎上下关节突为前后排列,关节面呈冠状。椎间盘的纤维软骨盘、髓核和周围纤维环均为软组织密度,在X线片上不显影,表现为相邻两椎体之间的横行均匀半透明带,称之为椎间隙。椎间孔位于相邻椎弓根之间,前缘为椎体和椎间盘,后缘为脊椎小关节和黄韧带,呈类圆形的半透明影,颈椎斜位显示清楚。
2、 CT
骨性脊柱:
椎体呈后缘平直或前凹的类圆形骨结构,其与椎弓根和椎弓板构成椎管骨环, 因此在横断面通过椎弓根的扫描时,椎管呈一骨性环状结构,扫描通过椎弓与椎弓间隙时椎管呈不完全的环状结构。CT图像可对椎管的矢状径及横径进行测量,颈段椎管以C1为最大,从C1-C3管径逐渐变小,矢状径平均为18mm,下限为15mm,以后管径基本相似,正常颈椎下颈段矢状径的下限为12mm。
椎间盘:
颈椎的椎间盘较胸椎间盘为厚,但较腰椎间盘薄,其前部又较后部厚,椎间盘的边缘与相邻椎体边缘一致或略小于椎体。其周缘的密度较中央密度高。一般CT值为50-110HU。
椎小关节及韧带:
椎小关节在CT上为一狭窄的间隙,矢状位重建有助于显示小关节的形态。在无钙化的情况下,CT一般不能显示前后纵韧带及黄韧带的情况。
椎管内结构:
硬膜囊、神经根鞘袖、椎内静脉丛、硬膜外脂肪及黄韧带。硬膜囊位于椎管中央呈圆形低密度影。脊髓位于其中央,在脑脊液的衬托下,可显示脊髓的形态结构,增强扫描脊髓的形态可显示更为清楚。颈髓在横断面上呈椭圆形,前腹侧面较平直,可见前正中裂形成的凹陷,其后缘略圆,也可见后正中裂形成的浅凹陷。高分辨率的CT有可能显示脊髓内的灰白质结构。灰质的密度较白质略低。
硬膜外间隙的脂肪在颈椎很少,仅在上颈段可见,密度低于硬膜囊。增强扫描由于硬膜外间隙含有大量静脉丛,可明显强化。
3、 MRI
MRI能清楚显示脊椎、椎管和椎间盘,并能显示椎管内软组织结构,包括呈较低或中等信号的韧带、硬膜囊和脊髓等结构以及呈TIW低(长T1,黑色)和T2W高(长T2,白色)的脑脊液。MRI因具有良好的软组织对比度和多方位成像的优点,对显示脊柱解剖结构和病理改变以及了解病变与椎管内结构的关系优于CT。
正常椎间盘在T1加权像上呈较低信号,在T2加权像上呈较高信号。椎间盘周围的环状纤维软骨与夏菲氏纤维在T2加权像上信号更低,呈黑色。青春期后的椎间盘在T2加权像上,高信号的间盘中央常可以见到低信号的水平带状影像(核内裂),有人认为这是纤维环的内层陷入于髓核内所致,无重要意义。椎间盘与椎体之间有一层低信号线状影像,是椎体终板的皮质骨及其附近的纤维环,在T1加权像上和T2加权像上均为黑色低信号。前、后纵韧带在矢状面上也是低信号,与硬膜、纤维环和骨皮质不能区别。黄韧带在T1WI与肌肉信号基本相同。
横断面MR上,间盘大多呈半圆形, T1加权像上硬膜囊内脑脊液呈低信号,脊髓为软组织信号,硬膜外脂肪呈高信号。T2加权像上脑脊液为高信号,脊髓为软组织信号,正常脊髓的灰白质在T2WI可清楚显示。灰质为位于中央的蝴蝶样略高信号。硬膜外脂肪呈中等略高信号。脊神经根、根袖、后根神经节因为有硬膜外脂肪对比,也能显示。
三、颈椎病的病理
1.椎间盘退变
● 纤维环退变:玻璃样,裂隙样变,膨出。
● 髓核退变:脱水,碎裂,钙化。
● 软骨终板退变:软骨细胞坏死/囊变,向外肿胀,钙化,碎裂。
椎间盘突出依程度不同可以分为以下几种情况:
(1)纤维环膨出:髓核脱水后,纤维环松弛,向四周膨出,超出椎体边缘,
(2)髓核突出:髓核顺纤维环辐射状裂隙向边缘移位,但外周纤维环仍保持完整,结果在纤维环的边缘形成局部突起。
(3)髓核脱出:髓核经由完全破裂的纤维环逸出。
(4)椎间盘游离体:脱出的髓核与间盘母体完全分离,形成游离碎片,并在椎管内游走,可位于母体间盘的上方或下方的椎体和后总韧带之间,也可穿破后纵韧带进入椎管,也有穿破硬膜进入蛛网膜下腔。
椎间盘后突出依据突出的位置可分为①后正中突出,②正中偏侧方突出,③侧方突出(椎管外突出)。
2.椎间关节退行性变:椎间盘退行性变后椎间关节失稳,早期表现为损伤性滑膜炎,后椎间隙变窄,软骨下骨质增生,关节囊松弛,关节脱位。
3.韧带退行性变:纤维增生,肥厚,骨化
4.骨骼改变:骨髓水肿,脂肪沉积,骨质增生硬化。
5.继发性改变:椎管,椎间孔狭窄(1)经神经受压:神经根炎,变性。(2)脊髓受压:功能障碍,脊髓变性,坏死。
四、颈椎病的影像学表现
颈椎病临床分型分为4型
(1)神经根型:
颈椎侧方突出物如间盘突出、钩椎关节和小关节增生刺激或压迫神经根使之受到牵张,压迫或缺血,少数继发纤维化而引起的症状。发病率最高,达60-70%。
(2)脊髓型:
间盘突出或骨质增生、韧带肥厚骨化直接压迫脊髓;病变节段颈椎异常活动时,刺激交感神经引起反射性血管痉挛以及其他原因造成脊髓的血运发生障碍,脊髓缺氧致使脊髓功能发生障碍或脊髓变性坏死;椎管狭窄加外伤因素。发病率为12-30%。
(3)椎动脉型:
C6以上有向侧方突出的骨刺时,如椎动脉孔周围,钩椎关节增生刺激椎动脉使之产生痉挛或直接压迫椎动脉造成管腔狭窄。较少见。
(4)交感神经型:
病因尚不清,一般认为颈段脊膜、后纵韧带、小管界、颈神经根、椎动脉等受到压迫或出现创伤性反应性炎症时反射性刺激交感神经而出现一系列临床症状。
上述各类型游客能同时出现而不易明确划分,成为混合型。
颈椎病的发病机制及临床表现复杂,影像学检查尚不能完全揭示各型颈椎病的表现,只有脊髓型脊神经根型颈椎病具有某些特征。
1.X线平片 为常规检查方法,拍正侧斜位及伸屈侧位。
(1)颈椎曲度直,可后突成角
(2)钩椎关节增生
(3)椎体边缘骨质增生
(4)椎间隙狭窄,以C5-6好发
(5)项韧带骨化
(6)椎间小关节增生硬化,间隙狭窄
(7)椎体不稳
2.脊髓造影
正位:
(1)压迫性缺损:缺损深浅不一,边缘光滑,圆形,卵圆形或扇形。可出现多个水平缺损,形如洗衣板样活梯状
(2)阻塞:在某一平面出现完全形中断,其截面平直或呈U型。
(3)脊髓假性膨大:由于腹侧或背侧受压,使脊髓的横径增宽,侧位显示脊髓受压变扁。
(4)神经根鞘袖改变;髓核侧方突出,表现为截断、偏斜或抬高。
侧位:
油柱前缘凹陷>2mm,髓核突出凹陷常超过椎间隙宽度,纤维环膨出凹陷常仅限于椎间隙宽度。
直接征象:
1.骨性结构:
椎体边缘,小关节骨质曾生,类似于X线平片征象,但脊柱曲度改变及顺列改变,间隙狭窄不可显示。
2.椎间盘改变:
(1)椎间盘膨出:普遍膨大的间盘为软组织密度,可呈圆形,轮廓大于椎体,外周可有弧形钙化,真空现象,髓核钙化。
(2)髓核突出:椎间盘后方局限性突起,形态不一,边缘规则或不规则。突出的髓核密度与椎间盘相同,高于硬膜囊,突出的髓核可钙化,此时与椎体后缘的骨刺不可分。
(3)髓核脱出:髓核突出的征象;髓核移位或后突物的前后径大于硬膜囊前后径的1/2。CT尚不能区分突出部分的纤维环完整或断裂。当脱出物与母体间盘不在同一水平,向上或向下移动,位于椎体后缘时,提示为髓核游离。脱出物的密度高于硬膜囊。Schmorl结节:椎体上下缘边缘清楚的隐窝样压迹,周围反应性骨质硬化带。
3.韧带骨化:CT显示清楚,椎管内后纵韧带,黄韧带骨化,表现为斑块状,条带状骨化影。
间接征象:
椎管内结构受压:相应部位的硬膜外脂肪间隙变窄,不对称移位或消失,(但颈段椎管硬膜外脂肪较少,有时不易显示)。硬膜囊前缘或侧方可受压迫变形,脊髓或神经根可能受压,移位。
4.CTM(CT脊髓造影)
显示椎间盘突出对硬膜囊、脊髓和神经根袖的压迫优于CT平扫,可对比出硬膜囊及神经根的形态,根据其受压情况可判断出有无椎间盘突出。如果脊髓有坏死囊变,有时可见造影剂进入脊髓内呈高密度影。
5.MRI
MRI为诊断颈椎病相对最准确而全面的影像学方法。除可显示脊柱及间盘改变,更主要的是可明确显示硬膜囊及脊髓、神经根受压情况。
当椎间盘中水分减少时,在T2加权像上表现信号减低,退化的间盘向四周弥漫性膨出,脱出的间盘压迫硬膜外脂肪、神经根、硬膜囊及硬膜外静脉并移位。脱出的间盘在T2加权像上一般比退行性变的间盘有较高的信号,可能与继发炎症性水肿有关。MRI上可以鉴别脱出间盘后方的纤维环和后纵韧带是否断裂,比较准确的鉴别间盘是膨出还是突出,或脱出。
直接征象:椎间盘变性:T2W1,髓核正常的高信号变为略低信号或低信号,失去正常层状结构,椎间盘积气及钙化在T1W1、T2W1均为信号缺失。
椎间盘膨出:低信号的纤维环向四周膨隆,纤维环朝除椎体边缘。
髓核突出:扁平状,圆形卵圆形或不规则形突出于低信号纤维环外的异常信号。随变性程度信号不同。一般为中等T1中长T2信号,变性明显者为短T2信号。突出与未突出部分之间常有一“狭颈”相连。
髓核游离:突出的髓核与椎间盘本体分离,可位于后纵韧带前或后,可位于任何水平,上下移动范围可达10mm偶尔髓核可游离入硬膜囊内。
Schmorl结节:椎体上下缘压迹,信号与同水平髓核相同,周围环绕薄层低信号带。
椎体边缘骨质增生:椎体边缘三角形外突的长T1,短T2信号。
椎体改变:①长T1长T2信号,病理为椎体终板破裂肉芽组织侵入骨髓,CE有强化;②短T1中等T2信号,骨髓内脂肪沉积(黄骨髓化);③长T1短T2信号,椎体终板骨质增生、硬化。
间接征象:椎管内结构受压:硬膜囊前缘,脊髓和椎间孔脂肪或神经根受压:硬膜外脂肪间隙变窄,不对称移位或消失,硬膜囊前缘或侧方可受压迫变形,神经根受压移位。