腰椎管狭窄症的病因学研究进展

腰椎管狭窄症的病因学研究进展

一、腰椎管狭窄症的提出19世纪初，法国解尸官安托尼通过尸体解析观察到，脊柱变形可能导致相应的椎管狭窄和脊柱压迫。1910年,Sumita报告了软骨发育不良性椎管狭窄,这一诊断后来被许多学者所证实。1937年,Parker报告黄韧带肥厚产生的狭窄。1945年和1947年,Sarpyener报告先天性生长障碍和畸形导致的婴儿椎管狭窄,并多伴有远部的脊柱畸形。但真正把腰椎管狭窄症作为一种独立疾病阐述的是在1954年,荷兰神经外科医生HenkVerbiest系统研究了椎管狭窄症并提出,除发育性骨性椎管狭窄外,其他因素也可以造成椎管狭窄,并首先对其引起的双下肢神经根性疼痛、小腿感觉障碍与肌力减退、神经间歇性跛行进行描述,使人们对腰椎管狭窄症有了真正意义上的认识。1972年,Epstein认为椎管狭窄可分发育性或退变性,后者在临床常见,并详尽地报告了继发于创伤或退行性改变的关节突对神经根的卡压征(称为上关节突综合征),指出此症椎管的矢径与横径无异常改变,亦对侧隐窝的定义、解剖结构、发病机制作了介绍。此后,国内外学者对腰椎管狭窄临床特征性表现及其病理变化进行了更深入研究,至此,腰椎管狭窄(包括神经根管或侧隐窝狭窄症)从腰椎疾病中分离出来,被列为一种独立的疾患。二、腰椎管狭窄症的临床表现腰椎管狭窄(lumbarspinalstenosis)症是指由各种原因引起的骨质增生或纤维组织增生肥厚,导致椎管或神经根管的矢状径较正常者狭窄,刺激或压迫由此通过的脊神经根或马尾神经而引起的一系列临床症状。它是导致腰痛或腰腿痛的常见原因之一。腰椎管狭窄包括三个部分,即主椎管、神经根管及椎间孔狭窄。腰椎管狭窄症典型的临床表现是间歇性跛行,表现为患者行走后(通常为数百米,严重时可为数十米),出现一侧或双侧腰酸、腰痛、下肢麻木无力,以至跛行;但若蹲下或坐下休息片刻,症状即可缓解或消失,患者继续行走,上述症状又会出现。如此情况反复出现,即为间歇性跛行。间歇性跛行的表现可逐渐加重,即能坚持行走的距离越来越短,需要休息的时间越来越长,常仅表现在步行过程中,骑自行车一般不受影响。退变性腰椎管狭窄症的现代概念是腰椎椎管、神经根管、侧隐窝或椎间孔因退行性变,导致骨性或纤维结构形态和容积异常,单一平面或多平面的一处或多处管腔内径狭窄,引起神经根、马尾及血管受压出现临床症状。其中不包括单纯椎间盘突出及占位性病变,如感染、肿瘤。另注意此症须与血管源性跛行及合并糖尿病性跛行相鉴别(图1～3)。与传统概念相比较,现代概念强调以下三方面:(1)神经根管(包括侧隐窝)狭窄的概念。(2)构成椎管的软组织在病程变化中的作用和神经以外的因素(血管)的作用。(3)由于退变因素导致椎管狭窄的同时可合并下腰椎稳定性丧失。三、腰椎退行性改变退变性腰椎管狭窄主要是由构成椎管的骨性与纤维结缔组织的退行性改变引起。病变的开始可以是反复轻微的损伤,退变性脊柱炎是这一病理变化的最终结果。病理演变的过程较漫长,可引起椎间盘突出、侧隐窝狭窄或中央椎管狭窄等。这种病变可能是单节段的,也有多节段的并伴腰椎不稳发生。腰椎退行性改变是腰椎管狭窄症的病理基础。近年研究认为:(1)在每一椎间平面,腰椎后方小关节突关节和前方椎间盘所形成的三关节复合体,可以造成相互影响,诸如小关节损伤后可使椎间盘受影响,而椎间盘损伤后同样也可使小关节受累;(2)下腰椎(L4,5和L5S1)后方小关节呈斜形排列,这种排列方式使小关节最易受到反复旋转应力的损害;(3)在下腰椎,椎间盘前高后低呈楔形,也使小关节易受损害。关节突关节的反复旋转损害和椎体轻微压缩性骨折是导致三关节复合体退行性改变的基本病理因素。前者可很快引起关节突关节和椎间盘的退变;后者可在压缩损伤的同时伴有椎体软骨板撕裂,再导致椎间盘退变,最终引起关节突关节的退行性改变。通常在L4,5椎间平面发生退变,继而,由于有害应力的作用使该平面的上下椎节亦发生退变,并使之更加严重。退行性病变包括如下描述。(一)腰椎高度降低主要是纤维环撕裂。椎间盘内破坏、椎间盘吸收或者椎间盘切除、化学溶核也可导致椎间盘高度降低,椎间盘高度降低会引起一系列继发的病理变化。椎间盘退行性变是发生在关节突关节骨关节炎之前。(二)中央腰椎和神经根管狭窄由于关节突关节负荷增加,力学行为发生变化引起一系列继发性病理变化。包括以下几个方面:(1)滑膜反应;(2)关节软骨纤维形成;(3)关节软骨不规整和粗糙退变;(4)骨赘形成;(5)关节突骨折;(6)关节内游离体;(7)关节囊松弛性失稳。关节上间隙可因扭转而增大,当韧带松弛时,反复扭转可导致关节突关节轻度的半脱位。长时间反复扭转可造成关节突关节囊肥厚,关节半脱位,关节增生肥大,椎板增厚,黄韧带肥厚及椎管后侧方骨性或非骨性组织结构的一系列病理变化。这些病理变化是临床常遇到的中央椎管狭窄和神经根管狭窄(包括侧隐窝狭窄在内)形成的主要原因。(三)黄韧带增生肥厚:可能由以下两种因素造成:(1)脊柱及其周围组织的退行性变引起黄韧带逐渐纤维化;(2)脊柱过度伸屈运动导致黄韧带撕裂,纤维化形成,刺激黄韧带增厚。(四)马尾神经根松弛:椎间隙高度的降低导致椎管长度缩短,椎管内容量减少,使马尾神经根在运动中经常受到摩擦和压迫,引起炎性增生。神经根一旦增生肥大,不仅受到局部狭窄椎管的限制,还为相对狭小紧张的硬膜囊所束缚,因此在局部可变得松弛迂曲。(五)多节段病变:多椎节平面的退行性病理变化是临床常见的一种退变类型。腰椎多椎节平面退变,是腰椎退变的最终阶段,其结果常表现为腰椎的旋转侧凸畸形,可同时造成中央椎管和侧隐窝的狭窄,严重时可嵌压马尾和脊神经根。(六)退变性椎体滑脱:中年以后腰椎退变明显加快,椎间盘和两个小关节突关节软骨进行性退变,关节囊及棘上韧带松弛。由于腰椎前凸,使退变严重节段产生的剪切力增强。正常腰椎关节突关节是下关节突由下一椎体上关节突自外和前方环抱,下腰椎小关节突与横断面近于直角,与冠状面呈45°,这种排列特点制约着腰椎旋转。长期磨损、刺激和非生理性压力及移动,引起上下关节面相互撞击损害。退变后小关节突的相互制约能力逐步丧失,引起损害节段上位椎体向前滑动,但这种滑动通常不超过椎体前后径的30%。椎体前后移动反过来又加重小关节的负荷。退变性椎体滑脱可引起局限性椎管狭窄,关节突变扁呈扇形,边缘骨赘形成并由后外侧突入椎管;当一侧关节突退变破坏比另一侧严重时,上位椎体相对下位椎体就会发生旋转,导致侧隐窝和椎管的变形及狭窄,引起相应的神经根压迫,这种病理性变化在L4,5节段最多见。四、退行性腰椎管狭窄的分类与发展(一)变性腰椎管狭窄Arnold等在1976年提出腰椎管狭窄症分型,将腰椎管狭窄症分为先天性(发育性)及获得性(退变性)两大类。其中退变性腰椎管狭窄按病因又分为三型:(1)椎管中央狭窄;(2)椎管周边侧隐窝、神经根管狭窄;(3)退变性脊柱滑脱。Kirkaldy-Willis分型(1983年)将腰椎管狭窄症分为五型:(1)先天性-发育性:原发性、软骨发育不良;(2)获得性:退变性、先天-退变性、崩裂-滑脱性;(3)医原性:椎板切除、融合术、融核术;(4)创伤性;(5)代谢性。(二)解剖类型沿用至今,可分为中央型、侧方型、混合型。(三)腰椎不稳与腰椎管狭窄Hansraj等综合大宗样本作了认真分析,在2001年提出以临床为基础的新的分型方法,将腰椎管狭窄分为典型腰椎管狭窄(typicallumbarspinalstenosis)及复杂腰椎管狭窄(complexlumbarspinalstenosis),其意义在于指导治疗方案的选择。典型腰椎管狭窄指:(1)患者既往无腰椎手术史;(2)无腰椎不稳的影像学证据;(3)有退变性滑脱者,滑脱≤I度;(4)有退变性侧凸者,侧凸<20°。对此类患者原则上采用减压术治疗。复杂腰椎管狭窄指:(1)患者有腰椎手术史;(2)有腰椎不稳、术后关节狭窄的影像学证据;(3)有退变性滑脱者,滑脱>Ⅰ度,且腰椎不稳;(4)有退变性侧凸者,侧凸>20°。对此类患者原则上应采用减压、融合、内固定术治疗。新的分型方法特别强调腰椎不稳与腰椎管狭窄的关系。腰椎间盘退变导致椎间隙狭窄,关节突关节发生重叠、分离、半脱位、旋转,导致腰椎滑脱、侧凸,使腰椎丧失稳定性,在已经狭窄的节段会出现动态性椎管狭窄,使病变复杂化。五、图像的特征表现(一)x线片的局限性X线片可见增大且向椎管中线偏移的关节突关节,下关节突间距变小,椎板间隙狭窄为骨性结构退变后的一些表现。(1)通过X线片测量往往不易定位,尤其是测量椎管矢状径困难(骨性标志的相互重叠,取测量点困难,且靶-片距不一样,X线片的影像放大率也不一样),难以达到准确测量的目的;(2)不能反映出神经根管骨性侧隐窝的情况;(3)对椎管内软组织的病理性改变,X线片也不能显示。近年来的研究认为,软组织的增生退变是椎管狭窄的重要原因之一。(二)腰椎同型情况将造影剂注入蛛网膜下腔,从正位、侧位、斜位多方位摄片,通过硬膜囊和神经根袖的形态,观察狭窄椎管的部位、范围、程度,不仅可明确诊断,也可除外其他引起马尾间歇性跛行的椎管内病变。尽管MRI、CT和CTM等广泛应用,许多学者仍认为椎管造影是腰椎管狭窄诊断和指导手术治疗的重要方法之一。通常正位影柱为节段性两侧对称性压迫,边缘不整齐或完全梗阻,表现为椎间层面,提示黄韧带存在对称性肥厚。完全梗阻时断面影呈“梳齿状”,与椎间盘突出的梗阻相似,不同的是梗阻平面以上往往同时表现有多节段性狭窄。侧位椎间层面可见影柱较细,多平面的整体表现为囊前、后缘呈波浪形改变。硬膜囊矢径值<8mm即可诊断椎管狭窄,硬膜囊前缘压迹为椎间盘突出(膨出)造成,后缘压迹为增厚黄韧带或增生肥大关节突关节造成。(三)腰椎狭窄症的诊断依据能清晰地显示腰椎各横截面的骨性和软组织结构,尤其是关节突、侧隐窝、椎间盘和椎管内外等结构。骨性增生退变、上下关节突的增生和肥大、黄韧带增厚或骨化及结构重叠、椎间盘突出压迫脊神经及手术后残留的椎间盘组织均可显示出来。近年利用CT对腰椎管横截面扫描,以计算机图像测算技术测量椎管横截面积(CSAC)和硬膜囊横截面积(CSADS)的变化来评估椎管狭窄症,认为CSADS减小是椎管狭窄的可靠征象,CSADS<100mm时诊断为椎管狭窄,100～130mm时表明有椎管狭窄。CT扫描对侧隐窝狭窄的诊断有重要的参考价值,它可以从横截层面观察侧隐窝形态和结构的变化并能测量矢状径大小。侧隐窝是指下腰椎(尤指L4,5)椎孔两侧形成的特殊解剖结构,实为椎孔两侧方凹陷处,前方为椎体,后壁为关节突,外侧为椎弓根。根据测量结果,侧隐窝前后径>5mm者为正常,4～5mm为临界状态,<3mm为狭窄。但这是纯骨性标志的距离,因为未考虑软组织因素,故当患者表现有神经根性受累的临床表现,侧隐窝前后径>5mm时,应考虑其上椎间层面的椎管前外侧角盘黄间隙因软组织退行性改变导致间隙狭窄,挤压神经根的可能性。这种由非骨性根管段挤压并引发的根性受累症状与体征多有随体位变化的特点。此外,神经根粗细也是应被考虑的因素。(四)mri检查的临床效果MRI用以判断腰椎病变,如椎间盘退变或突出,椎间盘突出物的大小、位置和方向,甚至纤维环破裂与否,以及与硬膜囊和神经根之间的关系等;还可用来判断椎管后结构变化、椎管矢状径大小及其形态变化等。MRI检查能够对骨性椎管、硬膜囊外脂肪、硬膜囊、脑脊液、脊髓等结构作出影像区别。MRI对腰椎椎管狭窄症的临床检查效果,可与CT扫描和椎管造影相比,且其影像显示的组织结构清晰度和组织结构间的关系远比后两者效果好。一些学者研究结果表明,诊断符合率达82%～91%。六、手术(一)症状缓解的原则退变性腰椎管狭窄多指退变的病理状态,而退变性腰椎管狭窄症指临床发病。对此类患者首先仍应采用非手术治疗,相当多的患者经卧床休息、理疗和药物治疗症状缓解。研究表明,多数患者症状可自限,出现下述情况时可考虑手术治疗:(1)经较正规的非手术治疗无效;(2)自觉症状明显并持续加重,影响正常生活和工作;(3)明显的神经根痛和明确的神经功能损害,尤其是严重的马尾神经损害;(4)进行性加重的滑脱、侧凸伴相应的临床症状和体征。(二)手术治疗1.骨性结构的退变对受压的马尾和神经根组织进行充分、有效的减压。近年的研究发现,并非所有的腰椎管狭窄均源于构成椎管的骨性结构增生退变。部分患者可表现为以骨性组织增生退变为主要因素,纤维结缔组织,如椎间盘退变(病损)、黄韧带增生肥厚等为次要因素的中央椎管或腰骶神经根管狭窄;部分则以椎管、神经根管的纤维结缔组织退变为主导致的狭窄,而骨性结构或许正常,或许存在有一定程度的退变,但并不足以引发临床症状。因此,术前若不加以认识并区分,术中以单节段或多节段全椎板或半椎板切除来实现减压目的,势必会导致腰椎稳定性的大范围破坏,即使部分患者的神经组织得到充分减压,但随之出现的许多新的临床问题使治疗更加棘手。2.中央腰椎非骨性狭窄的手术治疗近年多强调针对不同病因和有限化术式,不主张单一横式大范围减压的手术方法。主张采用以较小的手术创伤,达到彻底减压并维持术后腰椎的稳定性、保留小关节的扩大椎管减压术和椎板成形术。(1)中央椎管段狭窄的手术治疗。中央椎管骨性狭窄的主要病理变化是腰椎椎弓根层面椎管段中央径减小,属恒定性狭窄;而中央椎管非骨性狭窄的病理变化则表现在椎间层面以软组织构成的椎管段,其中矢径狭小多为非恒定性的。通常对骨性椎管狭窄的症状与体征表现在双下肢的患者,应在狭窄节段做全椎板、黄韧带切除,保留后关节突。对部分关节突关节显著肥大并向椎管中线内聚者,可将关节突关节的内侧部切除,以更好地扩大中央椎管,直至因减压而切除的组织缘与硬膜囊间关系正常,囊色及搏动好为止。由于全椎板切除后马尾神经完全失去骨性覆盖,可形成半环形瘢痕组织压迫神经,须慎重考虑手术指征。以往不少文献报道称对此即使不做处理,术后也可获得满意效果。中央椎管非骨性狭窄的主要病因是构成椎管的软性组织增生肥厚,手术治疗方案应与骨性椎管狭窄有所不同,大范围切除骨性构造的作法欠妥。手术时应保留棘突、棘上韧带,再适当切除构成椎板间隙的上下椎板,扩大显露椎板间黄韧带后,用带一定弧度的薄型骨膜剥离器紧贴椎板下行潜行分离,可完整剥离并去除增生退变的黄韧带,再轻柔牵开硬膜囊探查并摘除突出(膨出)的椎间盘。如此可有效扩大椎间层面非骨性椎管段的矢径,增加管腔内容量,达到对神经组织减压的目的。对存在下腰椎失稳(腰骶角度偏大)或有轻度椎体滑脱者,经上述方法处理后,撑开保留的上下棘突后于其间放置髂骨骨块(“H”或“井”字形)植骨,以维持椎管屈曲位的扩大,并使下腰椎稳定。(2)神经根管段狭窄的手术治疗。L5和S1(包括部分L4)神经根自硬膜囊发出后向下走行直至穿出椎间孔的这一行程中途经两种不同组织性质的区段:①椎间层面段,又称腰骶神经根管非骨性段(此段横截面表现为“盘黄间隙”);②椎弓根层面段,又称腰骶神经根管骨性段(骨性侧隐窝)。此两段均可由自身的增生退变或以合并的存在形式导致途经的神经根发生嵌压引发相应临床症状和体征。由于病变的部位和病变组织的性质不同,手术方法也不同。以往一些文献报