都叫椎间盘,原来颈与腰椎间盘是不同的

椎间盘(intervertebral disc)大家都不陌生,就连普通的老百姓出现腰痛了,都会问医生,我是不是腰椎间盘突出了?这样的场景在门诊太常见了。

回顾文献,大多数的研究都是基于腰椎间盘(lumbar disc),我们都知道椎间盘由三部分组成,髓核(nucleus pulposus)、纤维环(annulus fibrosus)和软骨终板(cartilage endplate),且纤维环同心圆样的包绕髓核,教科书、老师及上级医师都是这样说的。

按照教科书及既往经验,想当然的,很多医生都会联想,都是椎间盘,颈椎间盘(cervical disc)的结构应该跟腰椎间盘的类似、差不多?其实不然。

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有些学者对颈椎间盘的结构进行了系统的研究,对传统认识提出了巨大挑战,相关论文发表在20世纪,但当时没引起多少关注。学术是严谨的,需要科学依据,不存在想当然的。

我们都知道,颈椎间盘和腰椎间盘所处的环境是不同的,颈椎活动度大,腰椎除了保留部分活动外,腰椎间盘很大程度需要承受上半身的重力传导。另一方面,颈腰椎的疾病谱是不同的,腰椎间盘突出是非常常见的,而在颈椎,颈椎间盘突出是少见的,颈椎相关疾病多为退行性疾病,如颈椎病、骨赘、韧带骨化等。

为了描述方便,学者Bogduk教授将颈椎分为三个区域,枕下区(suboccipital zone, C1)、过渡区(transitional zone, C2)和典型区(typical zone, C3-C7)。

图:矢状位MRI显示的颈椎结构和区域。白点:为上位椎屈伸运动中心。op: 齿状突;oc: 枕髁;lm: 侧块;ap: 关节突;zj: 关节突关节

图:C2-C7屈伸运动中心。右图可见C2/3屈伸运动中心位于C3椎体下缘,而C6/7此中心位于C7椎体上缘,但都在椎体内。同时,所有节段的屈伸运动中心到关节间隙的距离是相同的,且此运动中心正中垂直于关节间隙面上,也正中垂直于椎体上终板。

图:C2-3与C6-7的解剖是不同的。在成人颈椎侧位上,C3的上关节突仅略高于C3椎体上终板水平,而C7则明显高于上终板。相对应的关节突间隙也是如此。C3上终板相对于椎管的长轴来说是向下倾斜,而C7上终板或多或少垂直于该轴。

图:4岁儿童的颈椎侧位片。与成人侧位片相比,有上述的类似情况。

图:各节段钩突的不同解剖。青年人的钩突平均线被描述,C3钩突具有大的前后径,只留下椎体最前侧部分未被覆盖。而在C7,钩突仅局限于椎体的后部。

图:颈椎间关节的鞍形结构(马鞍关节)。在矢状位,上椎体的下表面向下凹陷(s),而下椎体的上表面在横断面向上凹(t)。因此,颈椎间隙不像腰椎间隙平坦,其存在弧度,这样的解剖支持着颈椎巨大的活动度,而不至于脱位。

图:冠状面,在钩突(u)之间,C6椎体呈凹面向上,与C5的凸面向下形成椎间关节,中间为颈椎间盘。

从上面观,沿垂直于关节突关节的平面,通过钩椎关节和小关节截取的 C6-7椎间关节。在这个平面上,如果 C6 椎体向左旋转,它的右侧下关节突 (iap) 将正面撞击 C7 的上关节突 (sap),这会阻碍 C6 的横向旋转。

图:颈椎运动节段的运动平面。屈曲和伸展发生在横轴(轴 I)周围。轴向旋转发生在垂直于关节突关节平面的改良轴(轴 II)周围,并且这种运动由钩突支撑。第三个轴(轴 III)与前两个轴都垂直,但不能围绕该轴发生运动。

典型的颈椎间关节旋转示意图。

说明椎体的旋转运动穿过钩突的斜凹,并围绕穿过椎体的斜轴旋转。这个运动就像一个圆锥体的运动,它的顶点是固定的,但是它的底部在箭头所指示的方向和平面上自由地扭曲和旋转。

颈椎椎间关节类似于马鞍关节,因此其运动只能受限于两个平面:矢状平面和斜冠状平面。其斜冠状平面与冠状面呈40°角,且像一个圆锥体一样的运动。而此运动模式的结果是,典型的颈椎椎体间关节是不能容忍后外侧纤维环,因为它会阻碍后椎体在斜冠状面上的旋转。

尽管颈椎间盘后纤维环在出生时和幼儿时期是存在的,但是随着颈部运动的增加,后纤维环逐渐消失。大约9岁时,颈椎间盘后纤维环开始撕裂(tear),且在钩突区域出现裂隙(cleft)。这些裂隙随年龄增大逐渐扩大,大约在30岁左右,上述裂隙接近中线,从而形成一条从钩突至中线的横向裂隙(transverse cleft)。这种裂隙不是退行性变化,而是正常的年龄变化。此裂隙有效地形成穿过颈椎间盘后缘的“关节空间”,其允许头部在轴向旋转时,以使颈椎有足够空间适应并扩大上述运动。同时,此裂隙也对用于颈椎间盘造影中的“笑脸”征,为正常现象,是不同于腰椎间盘造影的(见下文)。另外,颈椎间盘髓核仅在儿童和年轻人中是凝胶状的(gelatinous)。到30岁时,它会变干,形成纤维软骨板(fibrocartilaginous plate)。 此外,髓核是不被纤维环的同心圆样包围。

图:颈椎间盘的发育和老化。左上:新生儿的椎体和钩突被软骨联合(箭头)分开。椎间盘有纤维环和中央核,均不超过软骨联合的边缘。左中:2 岁儿童的钩突(箭头)是扁平的。左下:9岁儿童的钩突末端隆起,纤维环向外突出,超出软骨联合的边界,局部形成小裂缝(箭头)。右上为24岁青年,外侧“半关节”清晰可见(箭头)。右中:50 岁男性的 C2-3 椎间盘,裂缝向内侧延伸。右下:右下为相同男性的C6-7椎间盘,不规则的裂缝,形成死骨(箭头)。

图:正常颈椎间盘结构的前视图、侧视图和俯视图。在前视图,纤维环的所有纤维都向上位椎体前下表面的一个共同点延伸。在侧视图中,钩突(u)上方有明显的裂缝(钩突裂隙,也称之Luschka 裂隙或横向裂隙(transverse cleft))。俯视图,纤维环(af)呈新月形,在钩突(u)后方较薄,但前方较厚。髓核(np)后方中线附近有少量纵向纤维。

图:双侧钩椎(Luschka)裂隙(钩突裂隙)示意图。

图:人体颈椎的冰冻解剖切片和示意图显示的钩突裂隙

图:星号处为钩突裂隙

图示:颈椎间盘的后面观。vc=钩突裂隙(uncovertebral cleft), fc=向后膨出的髓核,a=后纤维环。

图示:颈椎间盘造影术。类似笑脸图形的两侧横裂对应着上述的钩突裂隙,此为正常征象。注:不同于腰椎间盘造影的造影剂流向。

图:腰椎间盘造影

图示:颈椎间盘的俯视图。纤维环(a)在前侧比较致密,呈新月形,逐渐走向两侧止于钩突区域(u),包绕着髓核(也叫纤维软骨核,fc)。但在后侧的后纤维环(p)局限于旁中央纵韧带。注:解剖结构来讲,颈椎间盘跟腰椎间盘的纤维环同心圆样环绕髓核是明显不同。

图:A=颈椎矢状面组织学切片。B=矢状面上的测量参数。L=椎间盘腹背侧长度;VAF=腹侧纤维环厚度;FC=纤维软骨核(fibrocartilaginous core)长度;DAF=背侧纤维环厚度

图:A=颈椎腹侧冠状面组织学切片。B=冠状面测量参数。L=椎间盘外侧-正中长度。LAF=外侧纤维环厚度。FC=纤维软骨核外侧-正中宽度。

图:颈椎间盘的组织学特征。A=纤维环和纤维软骨核之间的界限。B=纤维环胶原纤维和终板透明软骨之间的界限。C=纤维软骨核与终板软骨之间的界限。

图:颈椎间盘如何被周围韧带包绕。前侧被前纵韧带(a)的三层包绕,两侧被前纵韧带的翼状纤维(alar fibers,aa)包裹。后侧被后纵韧带(p)的两层及其翼状纤维(pa)围绕,而髓核的后外侧仅仅被骨膜筋膜组织(periosteofascial tissue,pf)包绕。注:图中各纤维层的厚度未具体描绘,前纵韧带共分4部分,而后纵韧带分3部分,具体见下面详细阐述。

图:一个39岁尸体捐献者的颈椎间盘俯视观,前后纵韧带已被切除。af=前纤维环,fc=纤维软骨层(黑箭头),np=髓核,ur=钩突区域,p=后纤维环。

颈椎间盘的纤维环和髓核

一项经典的尸体解剖研究发现,颈椎间盘的纤维环不像腰椎间盘那样同心圆样包绕着髓核,而是前纤维环致密,呈新月形向两侧面走行,并止于钩突关节,后纤维环稀薄。

图示:af=纤维环,np=髓核

图:颈椎间盘前纤维环。A=过渡纤维 (transitional fibers), B=浅纤维 (superficial fibers), C=深纤维 (deeper fibers), D=前纤维环深面的髓核

图:前纤维环的过渡层 (transitional fibers)

图:前纤维环的深层 (deeper fibers)

图:前纤维环深面的髓核(fc)

图:后纤维环,纵向走行的纤维

图:后纤维环深面的髓核

图:后纤维环(af),髓核(fc)

图:切除后纤维环显露的髓核(fc)

颈椎间盘周围的韧带由前纵韧带、后纵韧带和骨膜筋膜组织组成。

一、前纵韧带 (anterior longitudinal ligament) 分四部分纤维,第1部分(superdicial)、第2部分(intermediate)、第3部分(deep)和第4部分(alar fiber)。

图:前纵韧带,1,2,3,4代表其四部分。pf=骨膜筋膜组织 (periosteofascial tissue covering the uncoverteral cleft)

图:f代表前纵韧带的最深层纤维 (第3部分)

图:a代表前纵韧带的翼状纤维 (alar fiber) (第4部分)

二、后纵韧带(posterior longitudinal ligament)由三部分组成,表层(distinct superdicial), 过渡层(intermediate) 和深层(deep layers),其中表层又由中间和侧面两部分组成。

图:后纵韧带。s=superdicial fibers (表层) and their lateral extensions (e,侧面) to the bases of the pedicles(p,椎弓根), i=intermediate fibers(中间层), d=deep fibers (深层) and their thin alar extensions(a,翼状纤维) toward the uncinate process (u,钩突), t=tubercles (结节)that receive the superficial fibers

图:后纵韧带的中间层(i)和表层(s)

图:后纵韧带深层(s)和它的翼状纤维(a),b为椎间盘膨出,h为椎间盘突出,b和h都在翼状纤维下方。

三、骨膜筋膜组织(periosteofascial tissue)覆盖在钩突区域的侧面裂缝处,它是椎体和椎弓根后外侧骨膜的延续,但是独立于骨头之外。

图:骨膜筋膜组织(pt)后面观

图:骨膜筋膜组织(pt)前面观

总结:科学是严谨的,很多时候不能想当然的以为,不是所有传统权威、经验丰富的大教授说的就一定是对的,需要科学的方法,拿出实际的论据证明你的观点。颈椎间盘与腰椎间盘结构是不同的。

概况下来:颈椎间盘的纤维环不像腰椎间盘那样同心圆样包绕着髓核,而是前纤维环致密、肥厚,呈新月形向两侧面走行,并止于钩突关节,后纤维环稀薄。中间的髓核也称之为纤维软骨核,且存在钩突裂隙。颈椎间隙也不像腰椎间隙那样平坦,其存在弧度,呈鞍形结构。

颈椎间盘前侧被前纵韧带包绕,两侧被前纵韧带的翼状纤维包裹,后侧被后纵韧带的两层及其翼状纤维围绕,而髓核的后外侧仅仅被骨膜筋膜组织包绕。因此,很多适用于腰椎间盘的结论与技术不一定适用于颈椎间盘,需要进一步关注、研究。

来源:SPINE脊柱

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