脊椎疾病影像诊断学(第2版)
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第二节 椎管

一、椎管

(一)椎管的构成

椎管由各椎骨的椎孔叠加而成。其前壁由椎体后面、椎间盘后缘和后纵韧带构成;两侧为椎骨的椎弓根和相邻椎管上下切迹围成的椎间孔;后方为椎板、黄韧带和关节突关节。椎管各段由于各椎骨的椎孔大小不一,故椎管的大小也不相同。椎管的颈、腰段较宽阔,在胸段较小,骶段则成三角形。

(二)椎孔

椎孔系椎体及椎弓围绕而成,多个椎孔重叠相加成为椎管,是脊髓及神经的通路,并有相应的颈、臂丛神经发出。椎孔具有2个径:①椎孔矢径:即自椎体后缘至两椎板联合最突出处;②椎孔横径:即两侧椎弓根向外突出内缘间最宽之距离。

颈椎椎孔呈三角形,矢径以颈1~2最大,颈3~7矢径男性平均值16~17mm,最小为13mm;女性矢径平均值15~16mm,最小为12mm。一般认为颈椎椎管矢径<12mm,或横径颈1~2<16 ~17mm,颈3~7<17 ~19mm者为颈椎椎管狭窄。

胸椎椎孔在胸1~2和胸10~12较大,呈三角形,其余胸段椎孔较小,呈心形;这与脊髓的颈膨大位于第2胸椎水平以及腰膨大向上达第10胸椎水平有关。骨性椎孔的面积在胸段以胸12椎孔最大为216.8mm2;胸3、胸4椎孔最小分别为164.7mm2和164.5mm2,椎管的最狭窄处在第4和第10胸椎。

腰椎椎孔形状一般分为卵圆形、三角形和三叶形,即使是同一腰椎的不同平面,椎孔的形状亦不一样。腰椎椎孔通过附着在椎弓后外侧黄韧带、椎体后方及椎间盘构成腰椎椎管,因此,腰椎孔的形态决定了腰椎管横断面的形态。椎孔指数为:椎孔矢径/横径×100。从青岛医学院测量骨标本来看,椎孔横径由腰1至腰5逐渐增大,腰4~5间变化较著,不论男女均较恒定。男性椎管横径较女性大1.12mm(P<0.05)。椎管矢径由腰1~3逐渐减少,以腰3最小,由腰3~5又复增大,男女矢径间差别不大(P>0.05)。在病理情况下,如腰椎间盘突出症、腰椎椎管狭窄症可以腰4最小。

(三)椎管分区

根据椎管内容物的配布情况,可将椎管分为中区、后区和左右侧区。此分布以腰椎最为明显。

中区为硬膜囊存在的部分,前方紧贴椎体及后纵韧带后面,两侧在颈、胸段几乎达到椎弓根,在腰段可达到上关节突平面或更靠外侧,后面则随椎板的形态。后区各段大小不一,有的个体由于硬膜囊小,而使后区和侧区连成较大的腔隙。后区内主要有脂肪组织和静脉丛。

(四)侧隐窝

侧隐窝指椎管外侧靠近椎弓根的空间,前方为椎体后外侧缘,后方为关节突,外侧为椎弓根,内侧开放。研究认为侧隐窝的形成与脊柱长期负重有密切关系。主要是由于椎板外侧部和上关节突前内缘向椎孔内突入,其次为椎体后面向后方等因素,造成椎孔形态改变而成。侧隐窝内有神经根和静脉丛等通过,若侧隐窝狭窄可挤压神经根。

侧隐窝除出现在下位腰椎外,在其他段的椎骨中也有发现,其临床意义尚不清楚。

(五)神经根管

神经根管系神经根自离开硬膜囊后至穿出椎间孔一段的通道。由于神经根在椎管内,自上而下愈来愈长,所以神经根管(通道)的长度自上而下逐渐增长。

腰段神经根在椎管内,上4对神经根的起始部(离开硬膜囊处)多与相应序数的椎体后面上或中1/3相对应,斜向下外穿出椎间孔。其前方为椎体后面,后方为关节突关节和黄韧带,外侧为椎弓根的内下面,下面与硬膜囊外侧呈夹角,其间隙内有脂肪和静脉丛充填。第5腰椎神经根在椎管内起始于硬膜囊的位置较高,可与第4腰椎体下1/3或腰4~5椎间盘后缘相对应,故当腰4~5椎间盘突出时,所影响的不是腰4神经根,而是腰5神经根。

(六)椎间孔

椎间孔为神经根穿出椎管的部位,也是血管的通道。椎间孔由前、后、上、下4壁构成。详见第四节 椎间隙和椎间孔。

二、椎管内部结构

椎管内部结构包括硬膜、蛛网膜、软脊膜、脑脊液、脊髓、神经及动、静脉。硬膜和椎管壁间以疏松结缔组织和脂肪间隔。硬膜外腔隙有动静脉和神经分支。

(一)硬膜

硬膜由致密结缔组织构成。硬膜在椎管内为管状袋囊,硬膜囊终端在骶2水平附近。硬膜向上延伸到颅内为硬脑膜,并与颅骨的内层骨膜结合在一起。在椎管内的硬膜外面较粗糙,与硬膜外脂肪和结缔组织相连。这些纤细的结缔组织条束使硬脊膜固定于椎管壁。在椎间孔处硬脊膜包绕此节段的脊神经根和脊神经节称为根袖,与周围的结缔组织一起比较牢固地固定于椎间孔处,根袖起着保护神经根的作用。硬膜内面光滑与蛛网膜外面相隔,形成硬膜下间隙,正常此间隙有少量液体并有纤细的小静脉和结缔组织条索通过。

硬脊膜与椎管内面骨膜之间的间隙称硬膜外间隙,与颅内的硬膜外间隙互不相通,前者又分为:①前间隙:位于椎体后纵韧带之后,前根附着于硬膜的前方,前间隙甚为狭窄;②后间隙;位于硬膜之后与椎弓骨膜和黄韧带之间,颈段后间隙狭窄,自胸段向下后间隙逐渐增宽,腰2、腰3处宽6mm,内有椎内静脉丛,在中线区血管较少,为椎管穿刺的良好入路;③侧间隙又称根间隙:居前、后根硬膜与椎管之间,两侧对称。硬膜外腔中充有疏松结缔组织、脂肪、淋巴管、静脉丛等,略呈负压。椎管内淋巴管和静脉丛均与胸、腹腔内的淋巴管和静脉血管相通,故胸、腹腔内压力改变可引起脑脊液压力变化。同时,胸、腹腔内的恶性肿瘤亦可通过此途径转移到硬膜外腔。

(二)蛛网膜

蛛网膜系一层薄而有光泽的半透明膜,主质为纤维结缔组织,其间夹有少量弹力纤维,位于硬脊膜与软脊膜之间。蛛网膜与软脊膜之间形成蛛网膜下腔,其间充满脑脊液。脊髓蛛网膜不伸入脊髓的沟、裂内,而是向深方发出少量蛛网膜小梁,附着于软脊膜表面。

脊髓蛛网膜在枕大孔周围与脑蛛网膜直接相连,向下包裹脊髓和马尾,止于第2骶椎。脊髓蛛网膜下腔与脑蛛网膜下腔相通,自第1腰椎下缘向下,腔内已无脊髓。在椎间孔附近,蛛网膜的细胞增生并与软脊膜融合,因而封闭了蛛网膜下腔。在脊神经根周围有大量蛛网膜绒毛和颗粒,对脑脊液吸收有重要作用。

(三)软脊膜

软脊膜是一层薄而有血管、神经分布的被膜,较软脑膜坚厚,贴附在脊髓表面并随其表面沟、裂而伸展,软脊膜在脊髓末端移行后形成的一根无神经组织的膜性结构即终丝。软脊膜由内、外层构成,内层称内软膜或真软膜,紧贴神经组织,由纤细的网状纤维和弹力纤维构成,包裹着脊髓血管。外层称软膜外层或软膜外组织,是胶原纤维束形成的网络,与蛛网膜小梁相连续,故其表面覆盖一层扁平的间皮细胞。软膜外层较发达,且形成齿状韧带和软脊膜前纤维索。

(四)齿状韧带

在脊髓的两侧由致密的结缔组织条束-齿状韧带将脊髓、软膜、蛛网膜和硬膜连在一起。齿状韧带几乎沿脊髓全长分布,位于上、下两神经根之间,偏外后方向,约在脊髓横断面的前2/3与后1/3之间,或前后中点之间。齿状韧带使脊髓固定在蛛网膜下腔内,防止脊髓过度旋转。齿状韧带上起自第1颈神经,下达胸12神经和腰1神经间,一般为20~21对。

(五)脊髓

脊髓在胚胎3个月以前与脊柱等长,所有脊神经根呈直角自脊髓发出,进入相应的椎间孔。胚胎4个月以后,脊柱发育较脊髓为快,脊髓头端连于脑部呈固定状态,而脊髓头端以下部分在发育过程中,出现与脊柱相应关系不一致。脊髓长度随个体高度而不同,在成年男性约45cm,女性约42cm,脊髓的长度与椎管的长度成一定的比例。

脊髓尾端呈圆锥形变细处称脊髓圆锥,从腰3到尾1由脊髓圆锥发出垂直下降的脊髓神经束,即马尾神经。脊髓的终端马尾圆锥在新生儿平腰3,成人在腰1或腰2椎间盘水平。因此,在此平面以下,腰、骶、尾的神经根在未出相应的椎间孔以前,在椎管内下行一段距离,它们围绕终丝形成马尾神经。终丝长约27mm,在第2骶骨水平以下被硬脊膜包裹而终止于尾骨的背面,从而起到固定脊髓的作用。马尾神经的背根神经纤维数为31 000~47 000,腹根神经纤维数为11 000~17 000,这些神经纤维均为有髓鞘神经纤维(有关脊髓详见第四章)。

(六)脑脊液

脑脊液具有保护脑和脊髓及缓冲颅内压的作用,主要由脑室系统的脉络丛产生,另有约30%的脑脊液来源于脉络外组织,即脑的细胞外液由脑室的室管膜或蛛网膜下腔产生。脑脊液经室间孔到第三脑室,再经中脑导水管到第四脑室,经第四脑室正中孔及左右侧孔到小脑延髓池及其他脑底池,最终到达大脑半球外侧裂池和脑表面蛛网膜下腔;另一部分向脊髓蛛网膜下腔循环,然后再返回脑底池和脑蛛网膜下腔。脑脊液在脊髓蛛网膜下腔向尾侧的液流主要沿着脊髓的背侧,而向颅侧的液流主要在脊髓腹侧间隙。脑脊液的形成和吸收之间是平衡的。脑脊液与矢状窦之间的静压不同而产生的压力差是脑脊液吸收的基础。脑脊液的吸收,85%是经矢状窦旁蛛网膜颗粒的绒毛吸收到上矢状窦内,而余下的15%,则被脊髓和脊神经根周围的蛛网膜下腔吸收。

脑脊液总量为100~160ml,在人体脑脊液分泌的平均率为0.37ml/s,每分钟产生0.3ml,每天产生400~500ml,每天6~8小时更新一次。其中1/4在脑室系统,3/4在脑脊髓表面的蛛网膜下腔内。正常的脑脊液为无色清亮的液体,其比重介于1.005~1.008之间,比血浆低得多,渗透压与血浆极近似,pH值与血浆无异。脑脊液与血浆相比含钠、氯、镁较高,而含糖、钾、二氧化碳较低。新生的脉络膜液与脑池中的脑脊液所含的离子成分亦有差异,因此,在脑脊液与脑之间循环时存在物质的相对运动。脑脊液中的pH值及电解质含量的改变,也会影响神经系统对血压、心率、呼吸和情绪状态的变化。在蛛网膜下腔受阻塞的情况下,阻塞的远端脑脊液循环中断或部分中断,脑脊液压力降低,蛋白总量增高,而细胞数、糖、氯化钠含量无改变。