第四节 腰椎关节
腰椎关节由腰椎体间、椎弓间关节及连结组成。
一、腰椎体间关节及连结
腰椎体之间的连结由前、后纵韧带和椎间盘构成(图1-4-1)。
图1-4-1 腰椎体间连结
(一)前、后纵韧带
前纵韧带位于椎体的前面,上起枕骨的咽结节和寰椎前结节,下至S1~2,在其行程中借纤维束紧密附着于各椎体边缘,但与椎体连接疏松。此韧带在最上部为一束带,附着于寰椎前结节,并延至枕骨基底。前纵韧带是人体最长的韧带,较宽,非常坚强。前纵韧带由3层纵行纤维构成,浅层跨越3~4个椎体,中层跨越2~3个椎体,而深层仅连接相邻2个椎体。
后纵韧带比较薄弱,位于椎体的后部,上起枢椎,下达骶骨,最上部延展为覆膜。后纵韧带较前纵韧带狭窄,宽窄不齐,不能完全遮盖椎体的后部和椎间盘,其纤维作齿状,与椎体疏松相连,其间隔以静脉丛。后纵韧带分浅、深2层。浅、深层韧带均由中央部和扩张部组成,扩张部与椎间盘后纤维环紧密愈着,中央部与椎体后壁结合疏松,间隔以硬膜周围膜(图1-4-2)。内镜下需要注意鉴别后纵韧带和神经根结构(图1-4-3),以免神经根的医源性损伤。
图1-4-2 腰椎后纵韧带分层解剖
A.后纵韧带浅层;B.后纵韧带深层;C.后纵韧带轴位
图1-4-3 后纵韧带尸体解剖及内镜下观
A.尸体观;B.镜下观(L4~5左侧经椎间孔成形入路)
内镜下可以看到椎管表面有一些较细且具有一定活动度的血管和韧带组织。在充分止血后,可以观察到从硬膜腹面及侧面延伸至后纵韧带的Hoffman韧带(图1-4-4)及从硬膜和行走神经根延伸至后纵韧带和骨膜的硬膜韧带。
图1-4-4 Hoffman韧带从硬膜囊腹侧面及侧面延伸至后纵韧带表面(L4~5右侧远外侧经椎间孔入路)
(二)椎间盘
椎间盘即椎间纤维软骨,除C1~2之间外,其他椎体之间包括L5与S1之间均有这种结构,因此成人的椎间盘总数为23个。
椎间盘在横断面上与其所连接的椎体形状一致。椎间盘的厚薄,在脊柱不同部位有所不同,一般说,凡是运动较多的地方,椎间盘较厚,在颈、腰部就是如此。椎间盘在下腰部最厚。
1.椎间盘的形态构造
椎间盘由透明软骨板、纤维环和髓核构成。纤维环由坚硬的致密胶质纤维形成,围以髓核(图1-4-5)。
图1-4-5 椎间盘构成及毗邻
(1)透明软骨板:
透明软骨板即椎体的上下软骨面,作成髓核的上、下界,与相邻椎体分开。椎体上下无血管的软骨板如同膝、髋关节的关节软骨,可以承受压力保护椎体,防止椎骨遭受压力,只要软骨板保持完整,椎体不会因压力而发生吸收现象;软骨板还可视作半渗透膜,在渗透压下,水分可以扩散至无血管的椎间盘组织。
(2)纤维环:
在上、下透明软骨板的周围有一圈坚强的纤维组织,由胶原纤维及纤维软骨组成,称为纤维环,是椎间盘最主要维持负重的组织,与上、下软骨板和脊柱前、后纵韧带紧密相连。纤维环作同心层排列,各纤维的方向彼此交错。相邻两层之间借黏合剂样物质相连,纤维环的前部及外侧部较后部约宽1倍,后部各层较窄,层次少,相邻层的纤维接近平行,连接物质亦较少,最内层纤维与髓核的细胞间基质相融合,无明显界线(图1-4-6)。
图1-4-6 椎间盘纤维环板层排列
成人纤维环由一系列板层构成,形成不完全的环,每个板层的纤维在2个椎体间斜行,并以一定角度(30°~60°)越过邻近板层的纤维,有的甚至垂直。对每个椎间盘来说,不同纤维的交叉角度恒定。纤维环相邻纤维层的交叉排列,可能与髓核对其所施内部压力有关。短纤维较长纤维更易遭受巨大应力,不利于两椎骨间的运动,可引起放射状撕裂。
纤维环连接相邻椎体,使脊柱在运动时作为一个整体,纤维环甚为坚固,紧密附着于软骨板上,保持脊柱的稳定性,必须有极大力量广泛撕裂纤维环,才能引起椎体间脱位。纤维环的特殊排列方向,使相邻椎体可以有轻度活动,但运动到一定限度时,纤维环紧张,又起节制韧带的作用,管制旋转运动。纤维环主要为胶原纤维,但也含有一定弹性纤维,其纤维具有一定的延展性(图1-4-7)。
图1-4-7 椎间盘纤维环内镜下观
A.未染色纤维环呈黄白色(L5~S1右侧经椎板间隙入路);B.椎间盘以亚甲蓝染色后的纤维环呈淡蓝色,与深蓝色染色的髓核组织易于辨别(L5~S1右侧经椎间孔入路)
(3)髓核(图1-4-8):
髓核是一种富有弹、韧性半液体的胶状物质,约占椎间盘切面的50%~60%。髓核由软骨样细胞组成,分散于细胞间基质,其中有分化较差不太致密的胶原纤维网,覆以多糖蛋白质复合物。这个多糖硫酸软骨素的羟基能使髓核与水分结合,细胞间基质形成三维乳胶体系统。髓核含有85%的水分及退化的脊索残余,髓核一般位于纤维环的中部,较偏后,并不绝对在中心。
图1-4-8 椎间盘髓核内镜下观
A.正常未染色髓核呈白色棉絮状,退变明显的髓核可呈黄色或黄白色;B.髓核以亚甲蓝染色后呈深蓝色,如脱出到椎管内,可与周围神经、血管等组织辨别(L5~S1右侧经椎间孔入路)
2.椎间盘的血供
成人椎间盘几乎完全无血管,仅纤维环周围有些小血管穿入。
3.椎间盘的功能及生理特点
椎间盘不但是椎体间主要的坚强连系与支持结构,同时也是脊柱运动和吸收震荡的主要结构,起着“弹性垫”的作用,能承受身体的重力,将施加于脊柱的力吸收并重新分布,椎间盘能保护和控制脊柱各种活动,有平衡缓冲外力的作用。椎间盘受到压缩或牵引后,能很快恢复原来形状。
二、椎弓间关节及连结
椎弓间关节及连结包括关节突关节和骨突间的韧带连接。
(一)关节突关节
关节突关节属于滑膜关节,由上、下相邻关节突构成。上腰椎关节面的方向近似矢状,在腰骶部近似冠状。上关节突从侧面观呈凹面,而从上下观呈平面,下关节突从侧面观呈凸面,上下观亦呈平面。关节面覆以透明软骨。关节囊甚松,借薄弱的纤维束而加强。关节囊韧带主要为胶原纤维,背侧较薄。在下腰部,其下部加强,有坚强纤维性结构至椎板,并部分为棘间韧带所代替,前部几乎全为黄韧带构成(图1-4-9)。
在上部腰椎,关节囊附着紧靠关节突的边缘,约在其内侧1~2mm,越向下越朝内,至腰骶部几至其内侧13mm。滑膜覆盖呈半月状包含物,随年龄增长,这种纤维软骨性突出更明显。
关节突作为椎间孔的后界,不同节段腰椎间盘的后面与关节突的关系也有不同。在下腰部,特别是在L5~S1,当人直立时,椎间盘的后面与下一腰椎骨的上关节突前面相接,这部分椎间盘正常位于椎间孔的下部。
图1-4-9 腰椎关节突关节解剖及神经支配
关节突关节由脊神经背侧支的内侧支发出的关节支支配。此内侧支恰在横突根的近侧,以后在上关节突外侧,位于乳突及副突之间,有时被骨化的乳突—副突韧带所覆盖,由其发出关节支,近侧支小,在关节突之下,供应关节突关节;背内侧支还发出比较大的降支向下,支配其下方关节囊的上内侧;另有一附加支,恰在横突间筋膜之前,至上关节突的上部。如此每个内侧支至少供给同一平面和下一平面的两个关节突关节,而每个关节突关节至少接受两个脊神经背侧支发出的关节支。椎间盘退变致椎间隙变窄,关节突肥大或不对称,可使椎间孔相对变小,因而脊神经背侧支可受到压迫,引起所谓关节突关节综合征。
(二)椎弓及骨突间韧带连接
骨突间连结虽无关节的构造,但在功能上与一般关节无异,在这些连结中,重要的有黄韧带、棘上韧带、棘间韧带和横突间韧带。
1.黄韧带
黄韧带由薄而坚韧的黄色弹力组织所构成(图1-4-10)。黄韧带纤维方向近乎垂直,连接毗邻的两椎板,向上附着于上一椎板下缘的前面,向外至同一椎骨的下关节突的根部,直至横突根部,向下附着于下一椎板上缘的后面及上关节突前上缘的关节囊,犹如屋瓦互相叠盖。在正中线,两侧黄韧带之间有少许脂肪,在外侧与关节突关节的关节囊相融合,并参与关节突关节囊前部的构成,它的侧缘构成椎间孔的软性后壁。因此,除椎间孔和后方正中线的小裂隙外,黄韧带几乎充满整个椎弓间隙。
图1-4-10 黄韧带解剖及内镜下观
A.黄韧带分浅、深2层,深层黄韧带较薄、弹性大;B.经椎板间隙入路内镜下显示浅、深2层黄韧带
由于外伤或其他原因,黄韧带失去其正常柔软和能折起的特性,变为坚厚的纤维组织,甚至可厚达8~16mm。连续的累积性损伤是引起黄韧带肥厚的主要原因,这种过度肥厚可引起椎管狭窄症及神经根的压迫症状,通常易发生在L4~5椎板之间,使该部马尾神经受到压迫,同时毗邻的椎板亦往往增厚。L5椎孔因较小而神经根较粗大,如黄韧带过度增厚,该处的神经根极易受到压迫(图1-4-11)。
2.棘上韧带
棘上韧带呈连续的细索状突起,是一条坚强连接棘突的韧带。腰椎的棘上韧带于中线相接而附着于棘突末端的后方及两侧,能控制脊柱过度前屈。腰椎棘上韧带具有纵行胶原纤维,其深部纤维连接相邻棘突,浅部纤维越过3~4节。
3.棘间韧带
棘间韧带薄而无力,不如棘上韧带坚韧,附于两棘突间的较深处,附着于下一椎板的上缘及椎骨棘突的基底,朝上后至上一椎骨的棘突,前与黄韧带融合,棘间韧带的厚度由下胸部至下腰部逐渐增加。
图1-4-11 腰椎管侧方黄韧带-关节囊复合体镜下观(L5~S1左侧经椎间孔成形入路)
4.横突间韧带
横突间韧带分内、外两部,在上腰椎横突间隙,外侧部发育不良,仅为薄的筋膜层,在下两个腰椎横突间隙,参与构成髂腰韧带。横突间韧带内侧部作腱弓排列,保护脊神经背支及血管,其厚度由上向下逐渐增厚,在L5~S1间,横突间韧带即髂腰韧带的腰骶部。
(商卫林 宋科冉 赵宏亮)