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这篇综述全面梳理了颈椎黄韧带(CLF)的解剖、胚胎发育、组织学、影像学特征,以及其在临床中的相关性和病理表现(如骨化、钙化、肥大)。深入探讨 CLF 有助于临床医生在脊柱手术等操作中减少并发症,对提升诊疗水平意义重大。
颈椎黄韧带的奥秘:结构、功能与临床关联
黄韧带(ligamentum flavum,LF),又被称为黄色韧带,是椎管内的重要结构。它从第二颈椎(C2)延伸至第一骶椎(S1),连接相邻椎板,对维持脊柱的稳定性和灵活性起着关键作用。从组织学角度看,LF 主要由弹性纤维和原纤维蛋白构成,这些纤维赋予了它独特的黄色外观,也让其在手术中相对容易被识别。
LF 通常被分为颈、胸、腰三个区域。从 C1到 C7,由于相邻椎板间距逐渐增大,LF 的长度也随之增加。同时,LF 在脊柱下方会逐渐增厚、变窄,其中腰部的 LF 最厚。而且,在影像学检查中可以发现,脊柱伸展时 LF 比屈曲时更厚。LF 发生的肥大、钙化和骨化等病理变化,都会影响其厚度。其中,LF 肥大是最为常见的病理改变。
颈椎黄韧带(cervical ligamentum flavum,CLF)在 LF 中占据着特殊且敏感的位置。它的任何微小病理变化,都可能引发较为严重甚至不可逆的并发症。因此,外科医生、麻醉师和介入专家在进行相关操作时,必须充分考虑 CLF 的解剖结构和位置,以确保手术的安全和成功。接下来,让我们深入了解 CLF 的各个方面。
一、CLF 的解剖结构
CLF 是成对的韧带,左右各一,连接着 C2(或 C1)到 C7的椎板,并在中线处交叉,形成一个向前开放的模糊夹角。在尾端,CLF 会增厚并呈棱柱形,随着椎板增大、间距加宽,其长度也会增加。不过,左右 CLF 并非总是在中线融合,有时会形成不完全或完全的间隙。研究显示,这种间隙的发生率在 50% - 100% 之间,平均约为 74%,且在颈椎和胸椎区域比腰椎更为常见。但也有研究认为 LF 是没有中线分离的结构。
CLF 高度与椎板高度一致,从颅侧到尾侧逐渐增加,男性的 CLF 高度往往高于女性,这表明 CLF 高度存在性别差异。CLF 的宽度大致与椎板宽度相符,在 C3 - C4到 C7 - T1节段相对恒定,在 C2 - C3节段最窄。
CLF 在寰椎(C1)和枢椎(C2)之间最薄,部分人甚至在此处没有 CLF。在 C2 - T1区域,CLF 开始出现。除了 C2 - C3节段明显比其他节段薄外,CLF 的厚度大致恒定。而且,CLF 从外侧向内侧逐渐增厚,使得其在椎板中部的肌肉和骨附着比外侧更丰富。在 C3到 C7节段,脊柱伸展时 CLF 比屈曲时更厚,但在 C2 - C3和 C7 - T1节段,不同体位下 CLF 厚度变化不明显。研究表明,正常对照组和颈椎管狭窄组的颈椎 LF 平均厚度分别为 1.48mm 和 2.09mm,差异具有统计学意义(p<0.01)。
CLF 并不完全到达神经孔,其外侧边缘大致位于神经孔的重要位置。CLF 还覆盖颈椎关节突关节的前侧和关节角的颅内侧。它主要附着于下位椎板的前颅面,不与椎板的后上部分粘连。与椎板覆盖情况不同,CLF 的空区从颅侧到尾侧逐渐缩小,而 CLF 对椎板的覆盖范围则从 C2节段旁中线处的 33% 稳步上升到 C6节段旁中线处的 70%。正常对照组和颈椎管狭窄组的颈椎 LF 平均面积分别为 25.24mm2和 45.34mm2,差异显著(p<0.01)。
二、CLF 的胚胎发育
目前的研究显示,LF 是成对发育的结构,其发育与椎板密切相关。在一些研究中,LF 在胚胎 10 - 11 周开始出现,但也有研究发现,直到妊娠 12 周才能识别出椎板和 LF 的骨化中心。在胚胎发育 15 周时,LF 开始增厚,不过此时它的染色强度不如成年后的 LF。
三、CLF 的组织学特征
CLF 通常呈现橙黄色,部分情况下为粉红色。它由 80% 的弹性纤维和 20% 的胶原纤维组成。各种大小的弹性纤维与胶原纤维大多平行排列,但也有部分纤维交叉形成拱形结构。在 CLF 的附着区域,弹性纤维和胶原纤维之间存在菱形间隙,该区域以胶原纤维为主,弹性纤维数量较少且较细,其间还散布着少量成纤维细胞。在胶原纤维之间偶尔可见血管,最常见于韧带的内缘,而韧带的外缘通常被肌肉纤维环绕。CLF 附着于椎板的部位,有时会有纤维组织和骨与韧带软骨组织边缘相邻。
四、CLF 的影像学评估
磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)和超声等影像学手段都可用于评估 CLF 的骨化、肥大和钙化等病理变化。CT 和 MRI 在诊断 CLF 病理方面都有一定价值,但 MRI 具有更高的软组织对比度分辨率、多平面成像能力,且不存在束硬化伪影和电离辐射,因此更推荐用于诊断 CLF 病理。不过,由于 CT 的广泛可用性和相对较低的成本,在某些情况下,它可以作为 MRI 的替代方法。此外,CT 在检测与韧带损伤相关的骨异常方面具有优势,在急性情况下,高质量的 CT 扫描能够有效评估颈椎骨折模式。
在一项研究中,CT 和 MRI 测量结果几乎相同,表明其中一种成像方式就足以准确测量 LF 和其他脊柱结构。该研究还发现,LF 在 CT 上看起来比在 MRI 上稍厚,且在 T1 加权序列上的显示比 T2 加权序列上更小。动态 MRI(fMRI)则有助于阐明椎管狭窄在屈伸过程中的发病机制。
超声成像在文献中也有提及,它能够快速提供大致结果,且具有侵入性小、便于移动和操作的优点。超声的一个应用是清晰识别硬膜外间隙。不过,有研究表明,超声成像显示的实际进针深度较浅。
五、CLF 的临床相关性
- 骨化:CLF 骨化是一种进展缓慢的疾病,病因尚不明确。通常在出现脊髓压迫症状后才被发现,颈椎 X 线平片可用于初步筛查。CLF 骨化并不罕见,其估计患病率在 4.3% - 26% 之间。研究发现,颈椎 LF 骨化的患病率为 4.3%,腰椎为 0.1%。CLF 骨化部位多集中在中下颈椎。遗传易感性、机械应力、肥胖、甲状旁腺激素水平降低和氟暴露过多等,被认为是 CLF 骨化的主要病因。椎间关节的关节面和关节瘘与 LF 连接的部位,是骨化过程最活跃的区域。
- 钙化:CLF 钙化于 1976 年首次被发现,这种晶体沉积疾病主要影响 CLF 的中央部分。其发病机制与韧带退变和增厚有关,钙沉积主要发生在 CLF 中央,周围是退变的弹性纤维。通常,CLF 钙化与椎板不连续,且 CLF 的浅层和深层结构得以保留。CLF 钙化的症状与骨化和肥大相似,但严重程度有所不同,主要包括手部精细动作灵活性下降、上下肢感觉异常、麻木、肌肉无力和僵硬、颈部疼痛等,还可能出现泌尿系统症状,如尿急、膀胱和肠道失禁。研究表明,CLF 钙化主要影响亚洲人群和 60 岁以上的老年人,且多为女性,有时与颈椎间盘疾病相关,同时在其他关节或关节周围部位也可能观察到钙沉积。
- 肥大:LF 肥大最初在 1913 年被确定为椎管狭窄的主要原因之一,可导致全身不适、肢体疼痛、感觉异常和瘫痪等症状。目前,关于 LF 肥大是由于 LF 厚度增加,还是椎间盘高度降低导致 LF 向椎管内褶皱,尚不明确。初步研究显示,基因组 DNA 甲基化、细胞因子受体样因子 1(CRLF1)和微小 RNA 等多种分子和基因组因素与 LF 肥大有关。随着年龄增长,LF 的柔韧性下降,可能是由于韧带纤维化、胶原与弹性蛋白比例增加,或者是椎间盘退变、高度降低,导致椎管直径减小、LF 褶皱。此外,LF 肥大不存在性别差异,但右侧 LF 增厚比左侧更明显。
六、讨论与结论
CLF 作为颈椎脊髓的后入路门户,在数百万例硬膜外镇痛、椎板间硬膜外类固醇注射和显微椎间盘切除术等操作中都有涉及。由于其位置敏感,准确的操作对于预防并发症至关重要,因此精确了解 CLF 的解剖结构非常关键。
LF 是脊柱后部的保护结构,在硬膜外麻醉中也发挥着重要作用。CLF 因其特殊位置,在任何脊柱干预中都具有重要意义。CLF 在妊娠约 12 周开始发育,由弹性和胶原纤维组成。从解剖学上看,CLF 从颅侧到尾侧逐渐增大、增厚,呈棱柱形,在 C7 - T1节段高度和长度最大。CLF 宽度与椎板宽度成正比,在 C2 - C3节段最窄。CLF 存在间隙,平均发生率约为 75%,这使得它并非一个完整的结构,因此在颈椎进行硬膜外穿刺时,不能完全依赖 CLF 作为可感知的屏障。
由于 CLF 紧邻脊髓的神经成分,任何病理变化都可能导致神经功能障碍。CLF 的主要病理变化包括骨化、肥大和钙化,这些疾病通常具有相似的症状,如肌肉无力、僵硬、步态障碍、麻木、肢体感觉异常或瘫痪、疼痛等。症状的严重程度因脊髓受累部位而异,一般来说,骨化引起的症状比其他病理变化更严重。骨化在胸段 LF 更为常见,可能与该部位承受的机械应力增加有关。患有 LF 骨化的患者,其他脊柱结构如椎骨韧带、椎体、椎间盘、关节突关节和椎旁肌肉等也常出现改变。
CLF 与脊柱减压手术密切相关,常用于治疗椎管狭窄、脊髓病和神经根病等疾病。常见的手术包括椎板切除术、椎板成形术、椎间孔切开术和颈椎后路减压手术等。LF 病理的诊断主要基于神经系统检查结果、体格检查以及 MRI、CT 和超声等影像学检查。在颈椎和腰椎水平,可根据肌肉病变的严重程度、感觉和步态障碍以及深腱反射的程度来确定病理节段。对于下肢深腱反射低于上肢的患者,应怀疑存在胸段脊髓病,需要进行上至下胸段的影像学检查。对于下肢弛缓性瘫痪,尤其是伴有明显肌肉萎缩和无力的患者,需要进行广泛的影像学检查,以排除下胸段的问题,如 LF 异常和 / 或后纵韧带病变。MRI 是软组织成像的首选方法,但在紧急情况下,CT 扫描也能发挥重要作用。需要注意的是,在脊髓受压的病理情况下,压迫程度与神经系统症状的严重程度之间并不总是存在一致的相关性,部分患者即使脊髓受到严重压迫,也可能仅有轻微或无神经系统症状,这在诊断时需要特别关注。
脊柱手术对精度要求极高,脊柱外科医生和神经外科医生面临着诸多挑战,任何失误都可能危及患者生命。本综述有助于临床医生在进行脊柱干预时尽可能减少并发症。然而,目前关于 CLF 的研究相对较少,未来还需要进一步深入研究,以更全面地了解 CLF 的奥秘,为临床实践提供更坚实的理论支持。