頸椎間孔韌帶的解剖特點及其臨床意義

余盛，龐清江

1.寧波大學(xué)，浙江 寧波 315211；2.中國科學(xué)院大學(xué)寧波華美醫(yī)院骨科，浙江 寧波 315000

神經(jīng)根型頸椎病是臨床常見疾病，可引起上肢感覺或運動障礙，其病因可能是神經(jīng)根受到各種直接機械壓迫[1]。神經(jīng)根自硬膜囊發(fā)出后向外下方走行，經(jīng)椎間孔出椎管，椎間孔內(nèi)軟組織增生、肥厚、粘連等病理改變均可使經(jīng)過該處的神經(jīng)根受到壓迫，導(dǎo)致出現(xiàn)相應(yīng)的臨床癥狀如放射性上肢疼痛、麻木或無力等。想要更清楚地了解神經(jīng)根卡壓的機制，需要對頸椎間孔區(qū)域進行更加深入的解剖學(xué)研究。掌握頸椎間孔韌帶的解剖特點有助于提高神經(jīng)根型頸椎病的診斷和治療水平，在該區(qū)域手術(shù)操作時盡可能地減少醫(yī)源性損傷。有關(guān)胸腰椎（T1～5）的椎間孔韌帶研究證明其韌帶起到限制神經(jīng)根移位并防止拉傷的作用[2～4]。然而，目前關(guān)于頸椎間孔韌帶的研究尚少。本文結(jié)合國內(nèi)外文獻資料，對頸椎間孔韌帶的相關(guān)知識作一綜述。

1 頸椎間孔解剖境界

椎間孔是骨性結(jié)構(gòu)，有神經(jīng)、血管、韌帶等通過。頸椎間孔的上下邊界是相鄰的椎弓根，前方是鉤椎關(guān)節(jié)后外側(cè)、椎間盤和上位椎體的下部，后方是內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)和關(guān)節(jié)柱鄰近部分。椎間孔位于頸椎神經(jīng)根溝的內(nèi)側(cè)（椎弓根）區(qū)，神經(jīng)根從硬膜內(nèi)到椎外穿行過程中將椎間孔分為3個解剖區(qū)：入口區(qū)（椎間孔的內(nèi)半部）、中間區(qū)（實際上的椎間孔）和出口區(qū)（椎間孔的外半部）。椎間孔呈漏斗狀，入口區(qū)最窄，從中央鞘囊起始處最大，其長度和方向隨相應(yīng)椎弓根的寬度和方向而變化。神經(jīng)根壓迫主要發(fā)生在椎間孔的入口區(qū)[5,6]。椎間孔的橫截面積隨頸椎的屈伸而變化，屈曲會導(dǎo)致椎間孔區(qū)域擴大，反之，伸直會導(dǎo)致椎間孔區(qū)域縮小[7,8]。椎間盤退變也會影響椎間孔的大小，Lu等[8]研究發(fā)現(xiàn)椎間盤間隙每縮小1 mm，椎間孔面積會減少20%～30%；若椎間盤間隙縮小2 mm，椎間孔面積將縮小30%～40%。

2 頸椎間孔韌帶分類

椎間孔韌帶（foraminal ligament）分為椎間孔外韌帶（extraforaminal ligament，EFL）及椎間孔內(nèi)韌帶（intraforaminal ligament，IFL）。

2.1 椎間孔外韌帶（EFL）

在各個頸椎水平可以觀察到EFL，其將神經(jīng)根附著在相鄰的橫突、椎間盤和椎體上，限制神經(jīng)根的張力，并將神經(jīng)根集中在孔內(nèi)。椎間孔外韌帶分為經(jīng)椎間孔韌帶（transforaminal ligament，TFL）和放射韌帶（radiating ligament，RL）。

2.1.1 經(jīng)椎間孔韌帶（TFL）椎間孔外側(cè)區(qū)域的腹側(cè)通常有膜樣物質(zhì)覆蓋，尤其是在C5～6和C6～7椎間孔。一般情況下，TFL似乎凝聚在膜樣物質(zhì)中，很容易與纖維樣覆蓋物區(qū)分開來[9]。通常來說，單一椎間孔內(nèi)至少包含一條TFL，其位于頸神經(jīng)根的腹側(cè)，起自上位椎體橫突前結(jié)節(jié)的下前緣，插入下位椎體橫突前結(jié)節(jié)的上緣。然而，在下頸椎水平如C8，TFL起自上橫突前結(jié)節(jié)，插入頸椎體和椎間盤的前外側(cè)表面。TFL的背側(cè)松散地附著在脊神經(jīng)鞘上，在多數(shù)情況下，TFL極大地減少了可供神經(jīng)根使用的空間[10]。有學(xué)者根據(jù)TFL的空間走行方向，將其分為兩種類型：①TFL的方向垂直于神經(jīng)根，且在每個水平上比較常見；②TFL與神經(jīng)根呈斜行，在下頸椎很少見[11]。從C2～3到C7～T1椎間孔，這些韌帶的長度、寬度和厚度逐漸增加，TFL的形態(tài)從薄膜狀結(jié)構(gòu)逐漸過渡為厚而堅固的纖維結(jié)締組織，在C6～7和C7～T1椎間孔內(nèi)呈現(xiàn)為粗壯的結(jié)締組織纖維。

2.1.2 放射韌帶（RL）神經(jīng)根在椎間孔外通過RL與相鄰的橫突前后結(jié)節(jié)及椎間孔壁相連。RL可分為腹側(cè)上、腹側(cè)、腹側(cè)下、背側(cè)上和背側(cè)下幾個部分。腹側(cè)上部起源于橫突前結(jié)節(jié)外側(cè)緣，在神經(jīng)根的上方插入脊神經(jīng)鞘；背上部起自橫突的背側(cè)部分和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)囊，于背側(cè)與脊神經(jīng)附著，插入神經(jīng)根鞘；背下部起源于下橫突后結(jié)節(jié)和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)囊，并插入神經(jīng)根背側(cè)的神經(jīng)鞘中；腹下部起自TFL，從下橫突前結(jié)節(jié)外側(cè)緣穿過神經(jīng)根的腹側(cè)并插入脊神經(jīng)鞘。所有RL錨定脊神經(jīng)并插入脊神經(jīng)鞘中[11]（圖1）。脊神經(jīng)被一系列放射韌帶像輪轂一樣固定著，背側(cè)RL最粗、最強，而腹側(cè)最弱、最薄。各節(jié)段可見RL，不同節(jié)段RL數(shù)目有較大的差異。在C1～2椎間孔中，通常只有1～2條，然而在C4～T1椎間孔中，這些韌帶的數(shù)量通常是4～6條，有些單獨的節(jié)段包含多達11條韌帶[9]。

圖1 椎間孔外韌帶示意圖1.經(jīng)椎間孔韌帶 2.上放射韌帶 3.前放射韌帶 4.后放射韌帶5～8.下放射韌帶Fig.1 Schematic diagram of the extraforaminal ligament1,transforaminal ligament(TFL);2,superior radial ligament;3,anterior radial ligament;4,posterior radial ligament;5,6,7,8,lower radial ligament

2.2 椎間孔內(nèi)韌帶（IFL）

頸椎所有節(jié)段的椎間孔具有IFL。頸椎間孔的橫截面類似于自行車輪，神經(jīng)根位于椎間孔中心，周圍的韌帶似拉動神經(jīng)根的輻條，使神經(jīng)根與每個椎間孔周圍的骨膜呈放射狀連結(jié)。在椎間孔內(nèi)，大部分IFL與神經(jīng)根成直角相交。頸椎IFL的形狀從結(jié)締組織束到完整的膜不等，以薄而條狀的韌帶占多數(shù)，較粗的一些IFL似乎是纖維膜狀結(jié)構(gòu)增厚所致，這些韌帶松散地分布在神經(jīng)、血管之間。C1/2～C3/4椎間孔的IVF相對較少、較薄，而C4/5～C6/7的IVF的韌帶較硬、較厚。根據(jù)IVF的形態(tài)和位置，分為入口區(qū)韌帶和中間區(qū)韌帶。①入口區(qū)IVF：在IVF的入口區(qū)，這些韌帶分布在神經(jīng)根周圍，最常見的附著點包括后方的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)囊、下椎弓根上緣、上椎弓根下緣和椎間盤后部。IVF被膜性結(jié)構(gòu)包圍，切開膜性結(jié)構(gòu)后可見纖維索組織。IVF具有一定的張力，可使神經(jīng)根相對于椎間孔內(nèi)緣向不同方向拉動。入口區(qū)IFL的數(shù)量在不同個體之間沒有顯著差異，但在不同的水平上有相當大的差異。在C1～2椎間孔中，通常只有一條或兩條入口區(qū)IVF。然而，在C4～T1的椎間孔中，這些韌帶的數(shù)量通常是4～7條。②中間區(qū)IVF：在頸椎各節(jié)段的椎間孔內(nèi)可見中間區(qū)IVF。它們大多是細的繩狀纖維組織，彼此交織在神經(jīng)根周圍，在充填有脂肪的椎間孔內(nèi)松散地附著于神經(jīng)根和血管壁上。在C4～T1水平中間區(qū)IVF較為粗厚，常有脊椎節(jié)段動脈穿過（圖2）[12]。

圖2 椎間孔內(nèi)韌帶示意圖椎間孔內(nèi)韌帶（紅色箭頭）將神經(jīng)根向前連接于椎間盤，向下連接于椎弓根，向后連接于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)囊，節(jié)段性動脈穿過這些韌帶Fig.2 The picture and schematic diagram of intraforaminal ligamentThe IFL (red arrow)connects nerve roots anteriorly to the intervertebral disc,inferiorly to the pedicle,and posteriorly to the facet capsule,where segmental arteries pass through these ligament

3 頸椎間孔韌帶的生物力學(xué)研究

人體的日?；顒訒?dǎo)致脊神經(jīng)受到牽拉[13]，椎管內(nèi)多種韌帶結(jié)構(gòu)保護神經(jīng)根防止從脊髓中拔出[14]。Grimes等[15]在軸向拉伸的生物力學(xué)實驗中發(fā)現(xiàn)腰椎EFL能顯著增強神經(jīng)根抵抗外力的能力，且這種能力從L3到L5逐漸增強。Perett等[16]描述了一種能將神經(jīng)根拉向周圍椎間孔壁的纖維組織，并認為這些纖維附著物可以保護神經(jīng)根免受牽引性損傷。Zhao等[17]通過對頸神經(jīng)根施加軸向載荷發(fā)現(xiàn)，當載荷在2000 g以內(nèi)時，放射韌帶吸收大部分施加于神經(jīng)根上的張力，使內(nèi)側(cè)神經(jīng)根段的移位率明顯低于外側(cè)神經(jīng)根段，而載荷增加到3000 g時，只有C5神經(jīng)根的移位率有顯著差異。在這負荷范圍內(nèi)，EFL對C5神經(jīng)根尚有保護作用，而對C6、C7、C8神經(jīng)根保護作用明顯減弱，這與大多數(shù)作者認為C5神經(jīng)根不易發(fā)生單純性根性撕脫的觀點一致。切斷頸椎間孔的放射韌帶后，神經(jīng)根的移位發(fā)生了明顯的變化，尤其是切斷下方的放射韌帶時，神經(jīng)根的移位變化最為明顯，然而，當切斷TFL后，神經(jīng)根移位的變化可以忽略不計。Lundbord等[18]通過上肢神經(jīng)張力測試（ULNTT）研究頸神經(jīng)根的位移和應(yīng)變，認為，EFL限制神經(jīng)根的位移和張力。當對神經(jīng)根施加縱向牽引力時，EFL近端神經(jīng)根移位小于遠端神經(jīng)根移位，且切斷EFL會增加頸神經(jīng)根的位移和應(yīng)變。此外，椎間孔內(nèi)神經(jīng)、血管在張應(yīng)力下也會受到損害。當神經(jīng)暴露于6%應(yīng)變時，動作電位波幅下降70%，而12%應(yīng)變可完全阻斷動作電位振幅；在8%的應(yīng)變下會出現(xiàn)靜脈血流量減少，在15%的應(yīng)變下會出現(xiàn)完全的內(nèi)循環(huán)停止。該研究發(fā)現(xiàn)在保留完整的椎間孔韌帶的ULNTT過程中，頸神經(jīng)根的應(yīng)變低于12%，表明這些韌帶可能會防止緊張事件中頸神經(jīng)根的動作電位傳導(dǎo)和血流受阻。當上肢和臂叢神經(jīng)受到張力時，頸椎的椎間孔韌帶會阻止頸神經(jīng)根的移動，保護神經(jīng)免受損傷[19,20]。

4 頸椎間孔韌帶的影像學(xué)研究

對于椎間孔壓縮試驗和臂叢牽引試驗陽性但常規(guī)影像學(xué)檢查未發(fā)現(xiàn)異常的神經(jīng)根型頸椎病患者，應(yīng)考慮頸椎間孔韌帶在病變中的可能作用。研究頸椎間孔韌帶的影像學(xué)表現(xiàn)可提高相關(guān)疾病的診斷和治療水平，具有重要的臨床意義。Lee等[21]通過磁共振三維快速成像技術(shù)（3D-FIESTA）掃描頸椎間孔發(fā)現(xiàn)，放射韌帶和神經(jīng)根顯示出相似的（高強度）信號，而經(jīng)椎間孔韌帶顯示出低信號且表現(xiàn)為線狀結(jié)構(gòu)。這種差異可能與兩種韌帶的組織成分相關(guān)。放射韌帶相對疏松，主要由疏松結(jié)締組織組成，液體含量較高，因此在3D-FIESTA序列掃描中顯示高強度液體信號。相比之下，TFL纖維密度較高，液體組分較少，在3D-FIESTA序列掃描中顯示低強度信號（圖3）。磁共振三維快速成像技術(shù)可以清楚地顯示韌帶與神經(jīng)根之間的密切關(guān)系，具有很高的臨床價值。腰椎的椎間孔韌帶亦可通過CT和磁共振成像來識別[22]。椎間孔韌帶的有效診斷成像技術(shù)也將為評估椎間孔韌帶與頸神經(jīng)根病和放射性上肢疼痛的關(guān)系研究奠定基礎(chǔ)。CT和磁共振成像研究可以直觀地顯示椎間孔和神經(jīng)根之間的密切關(guān)系。對于無明顯壓迫因素的神經(jīng)根型頸椎病患者，應(yīng)常規(guī)行矢狀面和橫斷面椎間孔薄層三維重建。

圖3 頸椎間孔韌帶實物圖及影像表現(xiàn)A：尸體標本觀測C6～7經(jīng)椎間孔韌帶 B：軸位T2 W 圖像 C：斜矢狀位MRI D：三維重建后冠狀位掃描 紅色箭頭代表經(jīng)椎間孔韌帶Fig.3 The specimen picture and images performance of intercervical foraminal ligamentA:C6～7 transforaminal ligament(TFL);B:axial scan;C:oblique sagittal scan;D:coronal scan after 3D reconstruction;The red arrow in the T2W image represents the TFL in the anatomical image.TFL showed low-intensity on T2W

5 頸椎間孔韌帶的生理意義

研究人員已經(jīng)確定腰椎間孔韌帶限制腰骶神經(jīng)根的移位和拉傷[23～25]，而頸椎間孔韌帶的大小、形狀和方向與腰椎、胸椎椎間孔韌帶相似[10,26,27]，因此可以假設(shè)頸椎的椎間孔韌帶也以類似的方式發(fā)揮作用。Arslan等[11]認為，TFL由于其特殊的形態(tài)，它們將神經(jīng)根保持在椎間孔的中心，但不能保護神經(jīng)免受牽拉傷。根據(jù)TFL與頸神經(jīng)根的密切解剖關(guān)系，TFL很可能是神經(jīng)根型頸椎病的潛在原因。TFL壓迫神經(jīng)根的機制可能有兩種：①隨著椎間盤高度降低，TFL向下移動從而壓迫神經(jīng)根；②TFL的病理性改變，如退變伴有鈣化、骨化或增生，使得TFL在椎間孔內(nèi)占據(jù)了更多的空間，由于椎間孔的邊界是由骨和堅硬的結(jié)締組織形成，椎間孔內(nèi)神經(jīng)根周圍沒有充裕的緩沖空間，病理性的TFL會直接壓迫神經(jīng)根。TFL與神經(jīng)根之間的解剖關(guān)系和病理改變，可能是大多數(shù)椎間孔狹窄情況下神經(jīng)根受壓的原因之一。如果神經(jīng)根型頸椎病的實施減壓手術(shù)失敗，應(yīng)注意經(jīng)椎間孔韌帶；如有病理性TFL存在，行經(jīng)椎間孔內(nèi)鏡剝離TFL術(shù)則可使神經(jīng)根受壓得到緩解。而放射韌帶的功能是將頸椎神經(jīng)固定在中央，保護脊神經(jīng)不受壓并減少縱向張力，使得脊神經(jīng)可以在椎間孔中自由移動。當受到牽引時，很大一部分牽引力量可以被放射韌帶轉(zhuǎn)移。從另一角度來講，切除放射韌帶可能有助于對臂叢神經(jīng)進行減壓和松解，不失為治療臂叢神經(jīng)根性撕脫傷的一種較為有效的手術(shù)方法。

脊神經(jīng)根周圍的IFL最早是由Hofmann發(fā)現(xiàn)，他觀察到脊神經(jīng)通過神經(jīng)根管中的一些堅韌的纖維組織與周圍椎管壁的骨膜相連[28]。Spencer等[29]將其命名為“外側(cè)Hofmann韌帶”，他們認為這些韌帶能防止脊神經(jīng)在椎間盤突出時向后方移動。頸椎IFL與神經(jīng)根之間的交叉點幾乎垂直，且韌帶比椎間孔外區(qū)域的韌帶薄，它們抵抗外力拉動神經(jīng)根的能力相對較弱。然而，因其數(shù)量眾多且交織網(wǎng)絡(luò)，椎間孔內(nèi)韌帶形成的合力將神經(jīng)根固定在每個孔的中心，這對于保持該神經(jīng)根位置很重要[30]。在椎間孔內(nèi)，椎間孔內(nèi)韌帶與周圍的脂肪組織共同支撐神經(jīng)根，并保護神經(jīng)根不與周圍的組織接觸。使得頸椎在屈曲，伸展，左右彎曲或軸向旋轉(zhuǎn)過程中，神經(jīng)根與周圍組織之間的摩擦力大大降低。因此，在生理條件下，頸椎的正常運動不會引起神經(jīng)根損傷或臨床癥狀。在整個運行機制中，頸椎間孔內(nèi)韌帶與其他組織一樣重要，當神經(jīng)根移動時，這些韌帶在椎間孔內(nèi)的缺失會增加神經(jīng)根與周圍組織之間的摩擦力。椎管狹窄或術(shù)后瘢痕組織會導(dǎo)致椎間孔變窄，這些變化會共同阻礙神經(jīng)根的正常機械運動，增加它們在運動時的摩擦力，從而導(dǎo)致疼痛。手術(shù)后或退行性頸椎病患者的疼痛或神經(jīng)功能障礙癥狀都有可能是由于椎間孔內(nèi)韌帶的損傷造成的。頸椎手術(shù)很多是在頸椎間孔區(qū)域進行，頸椎間孔同時也是放射科醫(yī)生最常進行注射的部位。外科醫(yī)生必須充分了解頸椎間孔的解剖，才能進行最佳的外科手術(shù)。

綜上所述，這一解剖學(xué)知識可以幫助脊柱外科醫(yī)生更好地了解頸椎間孔韌帶與頸神經(jīng)根之間的關(guān)系。放射韌帶可作為抵抗牽引的保護機制，并對神經(jīng)在椎間孔內(nèi)的定位起重要作用，而TFL可能是神經(jīng)根型頸椎病的潛在原因。在生理條件下，IFL可作為神經(jīng)根的保護性結(jié)構(gòu)，將神經(jīng)根放置和支撐在椎間孔內(nèi)的最佳位置，保護神經(jīng)根避免與周圍組織摩擦。然而，目前尚無研究報道IFL的力學(xué)分析。未來的醫(yī)學(xué)生物力學(xué)實驗有望提供更多關(guān)于椎間孔韌帶強度的客觀數(shù)據(jù)，進一步闡明其臨床意義。并可通過進一步的組織學(xué)研究，如特異性免疫組織化學(xué)染色，來明確這些韌帶的神經(jīng)支配。此外，研究具有明確病理基礎(chǔ)的大體標本的椎間孔韌帶的生物力學(xué)作用可能有助于更好地理解椎間孔韌帶與神經(jīng)根型頸椎病之間的關(guān)系。同時，研究人員應(yīng)該檢查椎間孔韌帶內(nèi)是否含有傷害性感受器，以及在壓力下是否能夠?qū)π源碳ぎa(chǎn)生傷害性信號，以闡明它們在神經(jīng)根病理中對疼痛產(chǎn)生的效應(yīng)。