[doc] 下颈椎退变性失稳的动态磁共振检查

[doc] 下颈椎退变性失稳的动态磁共振检查 下颈椎退变性失稳的动态磁共振检查 国外医学临床放射学分册 ForeignMedicalSciencesClinicalRadiologicalFascicle2005Jan;28f1)?:47 —50 骨骼放射学 下颈椎退变性失稳的动态磁共振检查 河北省人民医院医学影像中心(050051) 王占杰徐金秀综述刘连祥审校 摘要介绍颈椎退变的解剖学基础及影像学检查方法,主要对退变性颈椎失稳的病理生理及颈椎动态磁共 振现进行综述,并与颈椎病的其他常用检查方法进行比较. 关键词颈椎病;下颈椎不稳;动态磁共振成像 颈椎病(cervicalspondylosis,CS)是指颈椎间 盘退行性改变及其继发性椎间关节退行性变所致 邻近组织(脊髓,神经根,椎动脉及交感神经)受 累而引起的相应症状和体征.颈椎病应属于退行 性疾病范畴,是中,老年人的常见病,多发病之 一 ,也是影响中老年人生活质量乃至致残的主要 原因之一.而颈椎失稳是颈椎退变过程中的一个 重要阶段,它在该病发生发展中起着重要的作用. 退变性颈椎失稳的定义为,正常情况下维持 脊柱稳定的基本单位是运动节段(motion segment),即脊柱的功能单位(functionalofspinal unit,FSU),包括相邻的两节脊椎及其间的椎间 盘,关节突关节和韧带等结构.在生理条件下, 颈椎活动受到各种外部载荷(外力)以及内部载荷 (应力)的共同作用,由此产生相应部位的变形 (应变)和颈椎的生理活动.在生理载荷下,FSU 维持正常应变,保证了脊柱的稳定.Popet等”于 1985年提出,脊柱的稳定性反映了载荷与在其作 用下所发生位移之间的关系.在同样的载荷下,位 移越小,稳定性就越强.而脊柱的失稳意味着在正 常载荷下即出现了异常活动,应变和变形.Whitd提 出临床稳定和临床失稳的概念,认为在生理载荷 下脊柱各结构能维持其与椎体之间的正常位置关 系,不会引起脊髓或神经根的损伤或刺激,故称 为l临床稳定;当脊柱丧失这一功能时,就称为l临 床失稳.失稳是一个生物力学上的概念,物体的 稳定性是通过刚度来表示的,颈椎的稳定性也应 用刚度来衡量.当颈椎因各种原因导致各结构功 能减退时,其运动节段的刚度就会降低,于是在 生理载荷下便会出现过度活动和(或)异常活动, 即颈椎失稳;若由此引起一系列相应的临床症状 及体征,并且存在潜在的进行性畸形和神经损害 的危害,即称为颈椎失稳症.颈椎失稳按病因可 分为外伤,退变,炎症及肿瘤性等;按部位可分 为枕颈失稳,寰枢椎失稳及下颈椎失稳(发生于颈 ,椎体);按方向可分为前屈失稳,后伸失稳,旋 转失稳及侧方失稳. 本文就退变性下颈椎失稳的应用解剖学,发 生和发展机制及目前的检查方法进行综述. 一 ,颈椎的应用解剖学 颈椎联系头颅与胸椎,要完成头颈部的前屈, 后伸,左右侧’曲及旋转等复杂功能,这必然要求 颈椎的构成具备相应特点.正常情况下颈椎是稳 定的,其运动功能节段由5个关节构成,即椎间 盘关节,双侧钩椎关节,双侧关节突关节. (一)椎间盘关节颈椎由7块椎骨构成,除 环,枢椎外结构相似,颈椎生理曲度弧线自然柔 和.颈椎椎体前后径小于横径,颈,椎体下面横 向呈外凸状,纵向呈内凹状,与相邻椎体上面横 向内凹状纵向上凸状正相吻合,有利于维持颈椎 的稳定性.椎间盘由纤维软环,髓核和椎体的透 明软骨板所组成,呈前面略厚的楔形,与颈椎生 理曲度相适应,是维持并构成颈椎生理曲度的原 因.椎间盘是整个脊柱承载系统中的关键因素, 可以吸收振荡,减缓冲击并传导压力,椎间盘承 载量大并易于发生退变,这对脊柱平衡将产生十 分显着的影响. (二)颈椎关节突关节解剖特点其上关节突 关节面朝上后方,下关节突关节面朝向下前方, 关于关节突关节面的倾角文献报道多为与冠状面 国外医学l临床放射学分册ForeignMedicals(iencesClinicalRadiologicalFascicle2005Jan;28?1 呈45..上下相似,也有报道由上至下呈U状分 布,或自上而下逐渐减小,这些可能与测量方法 有关. (三)颈椎钩椎关节的解剖特点颈椎钩椎关 节也称Luschka关节.颈椎体上面两侧后缘有 嵴状突起,称为钩突,与卜位相邻椎体下面侧方 的斜坡构成了钩椎关节,钩椎关节在婴幼儿期有 滑膜存在,到成人后消失,钩突对直_炎节面有软 骨存在.钩椎关节限制了椎怍侧方移动从而加强 了颈椎的稳定性,另外还可以防止椎问盘向外侧 方突出. 颈椎的各运动功能节段由以一k5个关节构成, 并且有前纵韧带,后纵韧带,棘问及棘上韧带及 小关节周围关节囊及黄韧带,肌肉,筋膜加固, 在正常情况下颈椎是稳定的,可以完成前屈,后 伸旋转及侧弯等复杂运动并支持头颅重量. 二,颈椎退变失稳的发病机制 颈椎病被认为是随着正常年龄:老化而出现的 椎间盘退变的结果,Friedenberg等131指出实际上 75%的个体在7O岁时会出现颈椎的退行性改变. 这可被视为颈椎在长期的应力作用的反应,是 人体的生理性变化,不正常应力如外伤以及肿瘤, 炎症等则会加剧其发展速度.椎间盘是人体发生 退变的最早部位,主要表现为水分含量和蛋白黏 多糖的减少[41和非胶原蛋白成分的增加[51.在 MRT2Wl序列中椎问盘正常高信号消失,代表了 其水分的降低 Kirkaldy—Willis等161将椎间盘退变分为3个 阶段:退变早期,失稳定期和重稳定期.椎问盘 退变导致弹性下降,在压力作用下其高度减小, 此时为退变早期,或称功能障碍期或失常期,临 床症状比较轻微.随着病情发展,椎问盘进,步 退变,高度减小,纤维环松弛,关常软骨退变, 椎问盘膨出,造成局部解剖结构异常,小关节囊 松弛,进入失稳阶段并出现相应临床症状.颈椎 长期出现异常活动,应力异常集中,加剧j’周围 相关结构退变,椎问隙明显变窄,椎体剧围及小 关节突骨质增生,骨赘形成,韧带反复撕裂修复 出现肥厚骨化,颈椎从而重新获得稳定状态.从 某种意义上说此为机体的一种保护性反应,但此 稳定状态的获得以牺牲椎管空间为代价,结果造 成神经血管通道狭窄.脊髓及神经根受压,出现 颈椎病中神经根型及脊髓型症状.在上述疾病发 48 生过程中可以认为椎间盘退变是始动因素,造成 颈椎失稳,而颈椎的三柱结构破坏,静力平衡失 调亦可引起或加剧椎问盘退变,从而造成恶性循 环.DaiI71的研究结果也证实了以上观点,该研究 表明,失稳节段最容易发生于l级和2级退变的 椎问盘水平,而在正常的和非常严重的退变问盘 则较少发现由此可见,阻止或延缓颈椎失稳的 发生发展有可能会阻止整个颈椎病发展的全过程, 从而产生积极影响. 三,颈椎退变失稳的检查 早在1924年,VonLackum181就提出许多下 背痛的病因可能是腰椎本身存在失稳.1944年, Knutsson发现椎问盘退变可以导致椎问的异常 运动,称之为”节段性失稳”.近年来愈来愈多的 学者采用不同的方法开始研究脊柱的运动功能节 段生物学特性,量化运动范围以阐明脊柱失稳.最 近Panjabi[Itq的神经带理论被广为接受,认为在 失稳病人中神经带的比值的增加较运动范围的增 加敏感得多.颈椎失稳是一种潜在的病理状态, 在中立位时被发现有赖于以下2个因素,即相邻 椎体间的角度位移和水平位移.只有动态观察才 能全面评价颈椎功能状态,因此需用动态检查方 法.以往许多的功能性检查(如脊髓造影等)已 经证实脊髓碰撞常发生于伸屈运动中,尤其是当 病人存在颈椎失稳及小关节囊松弛或滑动性椎问 盘疝的情况.颈椎失稳症的早期,病人只是感觉 颈肩部不适,活动不便等非特异性症状,并不出 现明显的脊髓和脊神经压迫症状,如只拍摄颈椎 正侧位片,会漏诊很多颈椎失稳的病人,颈椎动 力位片尤其是过伸片对于诊断过度的椎体水平位 移和角度位移具有更高的敏感性. x线屈伸动力侧位x线片对退变性颈椎失稳 的诊断具有重要意义,可以观察到颈椎椎体问相 对位移,成角的异常增大和脊柱的异常活动度. 通常认为当相邻椎体间水平位移>3.5mm或成角增 大至>11.时,即可诊断为颈椎失稳. 动态x线片只能观察到椎体问相对异常位移 等间接征象,而不能观察到失稳造成的脊髓功能 性碰撞及对神经根的真实影响.另外对黄韧带及 后纵韧带的显示也不满意,x线片测量的放大率也 是存在的问题.CT只能作横断面扫描,不利于检 查颈椎整体结构,且对软组织的检查不够满意, CT脊髓成像(CTM)又比较费时费力,目前公认 !垦.哩学册ForeignMedicalSciencesClinicalRadiologicalFascicle2005Jan:28(1) CT对于检查骨性结构有较大价值.现在的螺旋CT 可以各方位重组,有作者已开始用其研究颈椎失 稳症MRI被认为是最好的影像愉奁手段,因为 它不仅能显示髓内异常改变,而且可以直观显示 脊髓与椎管的关系,脊髓在椎管内的走行以及为 适应变形的椎管而发生的位置改变动态MRI可 以很好地评价动态因素在颈椎退变发病饥制中的 作fH_I’I,因而被认为是最好的检奄手段,目前已 将其广泛应用于颈椎失稳的评价与疗效观察. 准确测量颈椎各关节的活动度硬其对周围结 构的影响对于正确评价颈椎功能及诊断各种疾病 非常重要【l1【.椎问小关节是颈椎稳定性及灵活性 的关键因素,其结构及功能的完整性有助于维持 颈椎正常状态.Onan等【首先单独分析了小关 节的运动离体单侧小关节可允许做前屈l9.,后 伸14.及侧弯28.,旋转l7.的运动.横向运动的 范为9inm,而舣侧关节的活动度则明显减小, 若保留其周围的韧带及椎问盘,其可动范围则更 小椎小关节问隙可以在3DMR序列中清晰显示, 能f}j于在体研究,LilI等II研究指出,正常成人 随着颈椎前皿角度加大其生理前曲几乎变为0度, 所有的角度位移小于7.,而椎体间横向位移小于 0.06mmNuckley等I采集l7例健康新鲜未经 防腐处理的尸体标本,研究了人类完整尸体标本 的下颈椎在模拟正常生理性运动情况下椎问孑L及 惟管的完整性.结果未发现在生理运动情况下颈 椎管径线有显着性变化,然而椎问孑L在不同的生 理位置上有着明显的区别.Muhle等.t的研究证 实丁以上观点,该研究采用动态磁共振成像或称 功能磁共振成像(kinematicMRI,KMRI)方法及 定位装置检查了30例健康志愿者,提示与中性位 相比前屈位神经根孔扩大了3l%,而后伸位却减 小了20%,在旋转运动中同侧椎子L变窄l5%, 23%,而对侧增大了9%,20%,这提示正常情况下 椎川孑L是随着体位不同而有变化的.当颈椎存在 退行性变性的病理基础,如骨质增生,颈椎不稳 及椎问孔变窄等.就很可能随体位改变而出现相 喧症状 不正常的颈椎活动,不管是异常增高还是降 低.部被认为是失稳的,可以引起下腰疼和颈肩 疼Jinkins等于2002年首次报道了用专门设 计的MR扫描机来评价颈椎退变病人在不同位置 及动态运动时的表现.该扫描机采用超开放, 可以允许受检者在正常直立位并负重(头部本身 重量)及动态情况下完成检查(uprightPMRI/ KMRI),保证了与平时生理状态的一致性,并得 出了比常规仰卧位检查(recumbentMRI)更多的 信息,如椎间盘的滑动性疝出,脊柱的活动性异 常增高,椎管及神经根管的狭窄,此为潜在性的病 理状态并与颈椎负重及运动有关,该状态下检查 得出的颈椎曲度更加确切,反映了真实生理状态, 可以区别曲度异常是由于病人的体位原因还是因 为肌肉的痉挛所致. 在评价颈椎失稳症时不能只分析椎体间相互 关系而忽略了对周围血管,神经及脊髓的影响, 颈椎失稳病人运动时对脊髓的功能性碰撞以及对 周围神经的挤压或刺激有其实际的病理意义. Tanaka等II采用显微外科器械对l8例尸体的颈 椎椎间孑L及周围神经结构做了详细的研究,显示 椎间孑L大致呈漏斗状,内口为最狭窄的部分,也 是颈神经受压的最常见的部位,而神经根袖圆锥 出口处为最宽的部分.颈.及胸,神经与椎间孔 及椎间盘的相互关系是不一样的.椎间孑L是相邻 的椎弓间切迹构成的骨性管道,严格来说是一根神 经管,又称神经根槽,是一个三维结构.按不同解 剖特征,把椎间孑L分为3个区,即椎弓段,椎动 脉段,前支管段,以椎弓区最为重要,因其前方为 钩突,后为小关节突,上下为椎弓.椎间孑L的长度和 方向随椎弓的长度和方向而改变.入口是最狭窄 的部位,而神经根袖圆锥出硬膜囊处是神经根最粗部 位,因此入口在神经根型颈椎病的病因学中起着重要 作用,代表了实际的椎间孔大小.Xu等1191研究了 颈椎弓根与周围神经的关系,其结果可用于指导 临床椎间孔切开术的操作.Chen等[201研究结果 表明,常规检查的某些指标可以预测其在运动时 是否会有功能性脊髓碰撞,认为屈伸动态运动中 功能性脊髓碰撞可能性大小与c水平椎管前后径 线大小及颈椎退变的阶段有关.若C椎管前后径 小于10I’llI’ll和/或颈椎退变到畸形稳定期时(出现 黄韧带的肥厚骨化),其发生脊髓功能性碰撞的可 能性将达到79%.该研究结果还表明,碰撞大多 发生在脊髓过伸位时,而相反过屈位被认为是一 种保护性体位,相当一部分病人在过屈位时出现 脊髓的松解及对脊髓的推移挤压减轻,这可能是 因为在过屈位时黄韧带被拉长,有助于增大椎管 内空间,另一方面,小关节面位置关系使在过屈 49 国外医学临床放射学分册 ForeignMedicalSciencesClinicalRadiologicalFascicle2005Jan;28(11 位运动时相互伸展从而加大椎间孑L空间. 颈椎病的分型及临床表现复杂多样,需同许 多疾病如脊髓良恶性肿瘤,胸廓出口综合征,脊 髓空洞症,后纵韧带骨化症以及椎体转移瘤等进 行鉴别诊断,而椎动脉型及交感神经型则更加复 杂.颈椎病机理至今尚未完全阐明,影像学表现 有时与临床表现相关性较差.单纯的机械性压迫 有时不能解释全部症状,因此认为无菌性炎症反 应及动态因素刺激也是重要病因.而颈椎失稳是 直接导致脊髓,神经,血管受到动态刺激的原因, 与椎动脉型及交感型颈椎病关系尤为密切.Muhle 等I211发现,在颈椎屈伸运动中不管椎I’BT?L变大还 是缩小,只要存在动态变化病人的症状都会加重, 因此认为此时神经受到了动态刺激. 总之,颈椎失稳在颈椎病的发生发展中起着 重要的作用,并愈来愈受到重视.应用动态MRI 技术可以较全面地评价颈椎的功能状态,指导临 床治疗及评估病人的预后. 参考文献 1PopeMH,PajabiM.Biomeehaniealdefinitionofspinal instability.Spine,1985,10(3):255—256 2WhiteAA3rd.Updateontheevaluationofinstilibityoflower cervicalspine.1nstrCourseLeel,1987,36:513—520 3FfiedenbergZB,MillerWT.Degenerativediscdiseaseofthecervical spine,aeompal’~ve咖dyofasymptomaticandsymptomaticpa~ents. 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