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第一节 脊柱伤病的病理学特点
脊柱伤病涵盖的范围很广,包括脊柱创伤造成的骨折脱位、脊柱退变造成的对神经血管脊髓等的压迫、脊柱特异与非特异性炎症、脊柱原发与转移性肿瘤以及肿瘤样疾病、脊柱先天与后天性畸形、代谢性疾病等全身疾病造成脊柱病变以及脊柱病导致全身其他相关脏器的病变等。
一、椎间盘变性及突出
构成椎间盘的软骨板、纤维环及髓核,从20~30岁开始发生变性,若遇急性创伤或慢性劳损,则可加速变性。其变性结果为:
(一)软骨板
逐渐变薄,甚至被髓核侵蚀而造成缺损,使软骨板失去向椎间盘内渗透组织营养液的作用,这样会更加促进纤维环及髓核变性。
(二)髓核
含水量逐渐减少,其中纤维网和黏液样组织基质渐渐被纤维组织及软骨细胞所代替,而成为弹性下降的纤维软骨组织。因此,椎间盘的高度降低,椎间隙狭窄,如发生椎间盘突出,则椎间隙更加狭窄。
(三)纤维环
纤维环变化比软骨板与髓核早,常人20岁以后即停止发育,开始退变。纤维交错的纤维环虽然比较壮实,但因持久运动和相互摩擦,可导致纤维变粗和发生透明变性,从而使纤维弹性变弱,在一定诱因下(急性外伤或慢性劳损),纤维环破裂,髓核可由破裂处突出。因后纵韧带在后外侧较薄弱,故椎间盘以向后外侧突出者居多。突出的椎间盘初期为较软的纤维软骨组织,以后可逐渐钙化及骨化。
椎间盘突出后,可以对神经根、椎动脉、交感神经,甚至对脊髓造成压迫或刺激症状。
二、关节突关节(后关节)改变及脊柱错位
由于椎间盘退变,椎间隙变窄,关节突的关节囊及其周围韧带均松弛,椎间孔的纵径势必缩短,如在遭受外伤或椎周软组织劳损,即可发生脊柱错位(displacement),使椎间孔横径(前后径)及椎管的矢状径均缩短。椎间孔横径缩小1/3时,神经根即受到刺激,如缩小到1/2,则神经根可受到压迫。如已有椎管狭窄或椎体后缘有骨质增生的骨嵴,则椎管矢状径变小可对脊髓产生压迫。
三、椎周软组织改变
(一)黄韧带肥厚
可能由于长期过度牵扯(低头工作,睡高枕,长期弯腰工作等),或因脊柱失稳活动度加大,使黄韧带负担过大,久之则发生增生肥厚,甚至钙化、骨化,压迫神经根而出现症状;也可能在脊柱后伸时,肥厚的黄韧带发生皱褶并突入椎管内而压迫脊髓产生症状。
(二)前、后纵韧带改变
前后纵韧带可能因为遭受急性外伤,也可能由于脊柱失稳长期过度活动而受到损伤,可发生出血、水肿、机化、钙化与骨化,对脊髓或神经根造成压迫并产生症状。
(三)项韧带钙化
颈椎失稳后,项韧带(颈椎部的棘上韧带)由于过度活动而肥厚,或因损伤后修复不良而钙化、骨化。项韧带钙化多见于C 3-6之间的夹肌、半脊肌与小菱形肌附着点处,头颈及上肢运动易损伤此段项韧带。项韧带钙化部位与颈椎病的发病部位多一致,属颈椎病的表现。
(四)椎旁有关肌肉改变
椎旁肌肉可遭受急性扭挫伤或慢性劳损,多为肌腱的骨附着点处发生撕脱性损伤,或为肌纤维局限性撕裂,慢性劳损的局部组织呈纤维性变,或机化粘连,可以造成脊柱两侧肌力失衡。若脊柱已处于失稳状态,则极易发生错位而出现神经支配的肌肉痉挛。
四、骨质增生(骨刺、骨唇、骨嵴)
脊柱失稳后活动度增大,在关节突关节、钩椎关节或椎体边缘的韧带、骨膜,遭受牵扯、损伤,发生出血、机化,而后骨化为骨质增生。骨质增生的好发部位在颈、腰椎,这与活动度较大易于损伤有关,胸椎也有但较少。骨质增生随年龄的增长而增多,但不一定致病,只有骨刺突入椎管、椎间孔或横突孔,才可压迫脊髓、神经根椎旁交感神经或椎动脉而出现症状。
五、神经根改变
神经根可受突出的椎间盘、变窄的骨刺的压迫。椎间盘向后外侧突出虽未侵入椎间孔,但仍可压迫脊膜囊内的神经根。如单独压迫后根则可出现麻木感而无运动障碍;反之,如压迫前根则可有运动障碍而无麻木感;当然,如在前后根汇合处受压,则患者既有运动障碍又有感觉障碍。神经根受压后根袖可发生纤维化增生肥厚,神经纤维轻者有炎症改变,重者可以发生瓦勒变性(Wallerian degeneration)(图3-1-1)。
图3-1-1 甲苯胺蓝染色显示的瓦勒变性
髓鞘及轴突碎裂并减少
六、椎动脉改变
椎动脉可因颈椎周围或钩突关节骨质增生的骨刺压迫,而受挤压或扭曲,这可从椎动脉造影中得到证实。椎动脉受压后可产生血循环障碍,一侧椎动脉受压尚不至于出现脑动脉缺血症状;若一侧已有病变,在向健侧转头使健侧椎动脉也受压迫后,则可出现症状。枕寰关节及寰枢关节错位,常加大椎动脉第三段的扭曲,极易引起双侧椎动脉供血不全而发生眩晕或晕厥;颈椎失稳错位使椎动脉受刺激引起痉挛时,亦可发生头昏或眩晕症状。
七、脊髓改变
脊髓受到骨性直接压迫或因脊髓前动脉受压而致血运障碍,在早期为功能障碍性改变,尚可逆转,如受压时日较久未能获得治疗,则可发生脊髓变性、软化、甚至空洞形成,成为难以恢复的损害。
八、交感神经改变
交感神经的低级中枢在脊髓侧角,交感神经的节前神经是有髓鞘纤维,随同本阶段脊神经前根通过椎间孔,而达到交感神经节。其节后纤维循三个途径分布:随脊神经分布;缠在血管上随血管走行分布;直接分布到内脏。交感神经的功能是与副交感神经相拮抗,互相调节、平衡,以维持器官的正常功能。
如因脊柱错位、椎间盘突出、韧带钙化或骨刺等造成压迫或牵扯而损害交感神经时,则可引起自主神经功能紊乱,出现很多器官与内脏症状。如颈椎病可引起头、眼、耳、鼻、喉部症状;椎动脉供应脑干和枕叶视中枢的血循环,故可出现脑神经或脑功能障碍症状。颈上交感神经节发出的节后纤维分布于眼部及颈动脉丛,调节眼循环和瞳孔扩大肌、眼睑肌。颈上交感神经节位于C 1~C 3横突前方,当上位颈椎错位后,横突亦随之偏移,可牵扯、刺激颈上交感神经节,而引起眼部或其他五官器官出现症状。三叉神经脊髓束在颈髓中亦可因枕寰关节错位而受到刺激,引起眼周神经痛或前额痛。颈动脉丛损害可导致眼循环障碍而造成视网膜病损。
颈交感神经节有心支,支配着心脏,颈交感神经节又来源于第1、2胸交感神经节的白交通支。右侧交感神经纤维大部分终止于窦房结,左侧纤维大部分终止于房室结和房室束。交感神经节前纤维受压,功能低下后,副交感神经相对兴奋,冠状动脉发生痉挛性收缩,可以出现心绞痛发作。如果脊柱发生旋转式错位,这种骨性刺激偏于某侧,将会导致心脏出现异搏点而发生心律失常。
临床上经常有胸闷、胸痛及心律失常同时存在,变位后胸闷、胸痛消失,而心律失常恢复较迟。这是由于椎间关节错位、椎间孔变窄刺激神经根所致。从脊髓发出的肋间神经只有一级神经元,骨关节一旦复位,神经根刺激去除,肋间肌痉挛即可解除,故胸闷、胸痛消失。心律失常有时恢复较慢是因为交感神经节前纤维在通过椎间孔时受到刺激或压迫而发生损害,其节前纤维属B类有髓鞘纤维,纤维较细,传导速度较慢,潜伏期长,损害严重时可引起脱髓鞘改变。同时由于交感神经从脊髓侧角至心脏为二级神经元,介质分泌的恢复亦需较长时间,因此交感神经功能恢复要比周围神经慢一些。
腰骶丛神经根如受到刺激或压迫,亦可出现该神经分布区的运动、感觉障碍;如引起自主神经功能紊乱,则可出现胃肠道功能紊乱、排尿障碍等改变。内脏本身的病变如异常运动、通过障碍、循环障碍或炎症等,亦可通过同一脊髓阶段出入的神经传导到体表部位而出现腰腿痛,例如慢性前列腺炎可出现下腰痛,卵巢、子宫、输卵管疾病也可引起腰痛,肾脏病变有腰痛,有些消化系疾病也可牵涉上腰段或背部而引起疼痛,如十二指肠溃疡、胰腺炎症或肿瘤等。
上述脊柱病因病理改变,可用图3-1-2示意说明。
图3-1-2 脊柱病因病理改变示意图