
第一章 腰痛基础知识
第一节 腰椎解剖
脊椎腰段是人体脊柱中负重最大的节段,共由5个腰椎椎体组成,与其周围的稳定结构及各种连接方式共同维持脊柱腰段良好的稳定性和活动性。其生理性前凸的存在,对人体适应站、坐、卧三种姿势有重要作用。
一、腰椎的形态
腰椎共有5块,典型的腰椎分为椎体和椎弓两部分。椎体在前,是腰椎骨最大的部分,也是负重最多的部分;椎弓在后,与椎体后缘围成椎孔。腰椎排列呈前凸状。
(一)椎体
因负重关系在所有脊椎骨中,腰椎椎体体积最大,呈横肾形,上下扁平。
1.上面 腰1、腰2椎体似横肾形,腰3或腰4过渡为椭圆形,腰5椎体后缘中间比两侧稍隆起呈橄榄形。椎体的上、下面边缘部较椎体中央隆起称骺环,系腰椎间盘纤维环的附着处,骺环中部的骨面粗糙,为骺软骨板的附着处。
2.侧面 腰椎椎体略呈楔形,腰1、腰2椎体呈前窄后宽,腰3椎体前后宽度接近一致,腰4、腰5椎体前宽后窄,腰椎椎体前缘高度自腰1~腰5逐渐递增,而后缘高度自腰1~腰5逐渐递减,以适应腰段脊柱前凸。
3.径线 腰椎椎体横径及矢径自腰1~腰4逐渐增大,与椎体负重自上向下逐渐增加相一致,当重力到达腰5下部时,部分经腰骶椎间关节传至骶髂关节,腰5椎体下部负重小于上部,所以腰5下部横、矢径与腰4椎体相应部位相比也变小。每个椎体的上、下横径及矢径均大于中横径、矢径。每个腰椎椎体的下横径(除女性腰4外)均大于上横径,每个椎体的下矢径(除腰5外)亦均大于上矢径。各椎体矢径均较横径为小,腰4更小。
4.内部结构及变化 主要由松质骨组成,外层为较薄的密质骨。椎体由纵向及横向略呈弧形的骨小梁构成,交织成网,以抵抗压应力及拉应力。随着年龄增长,骨质逐渐疏松,即单位体积骨量减少。横行骨小梁变细,甚至消失,而纵行骨小梁增粗,周围皮质变薄。椎体由于长期负荷,可逐渐压缩变扁,或呈楔形;髓核也可经软骨板突向椎体,形成施莫尔结节(Schmorl nodules);椎间盘退变后,椎体边缘出现骨质增生。
(二)椎弓
腰椎椎体的后方为椎弓,椎弓由椎弓根、椎板、上下关节突、横突、棘突组成。
1.椎弓根 短而厚,起于椎体上部,几乎与椎体呈垂直方向且向后突起。椎弓根的横断面呈卵圆形,厚度自上而下逐渐递增。椎弓根的外形呈弧形,并与椎体、关节突和椎板融合在一起,因而较难确切测定椎弓根的宽度。椎弓根上方有一较小的椎弓根上切迹,构成椎间孔的下壁,上切迹自腰1向下宽度递减,腰5椎弓根上切迹宽度最短,这样使腰骶角向前突出;下方有一较深的椎弓根下切迹,构成椎间孔的上壁。下切迹大小基本恒定。腰椎侧位X线像上,根据椎上切迹矢径的大小,可大致估计侧隐窝的宽窄。但其数值略大。
2.椎板 续接于椎弓根。向后下方呈斜坡状,两侧椎板在中线处汇合,向后发出棘突。腰椎椎板较颈、胸椎略厚。但腰椎各椎板厚薄不同,腰2~腰3最厚,腰5最薄,如椎板厚度超过8mm,可视为增厚。当腰椎发生退行性改变时,椎板变得更厚,是造成腰椎管狭窄的原因之一;椎板构成腰椎椎孔后壁的顶部,由于椎板的垂直方向高度小于椎体的高度,因此两个椎板之间留有较大的空隙称椎板间隙。在此间隙内由黄韧带将椎板相连。
3.关节突 每个椎体有4个关节突,左右、上下各一。关节突位于椎管的后外方,椎间孔的后方。上节突宽而厚,由椎弓根后上方发出,扩大呈圆形斜向后外,软骨面向后向内,与上位腰椎的下关节突相对。上关节突肥大向侧方隆突超过椎体两侧缘,称乳头状关节突。下关节突由椎板外下方发出,软骨面向前向外。上一椎体的下关节突和下一椎体的上关节突与关节囊共同构成椎间关节,且每个椎骨的下关节突皆被下一个椎骨的上关节突所抱拢。腰椎的关节面呈矢状位,上关节突居外,而下关节突居内,不易发生单纯脱位,若脱位时往往合并一侧关节突骨折。
椎间关节形成椎间孔的背侧。在关节的腹侧,黄韧带形成关节囊的纤维层,并直接与滑膜层相接。关节囊背侧纤维层较厚。在关节的上下端有含脂肪组织的关节隐窝。另外,由背侧和腹侧关节囊向关节内包绕形成软骨板,以增加关节的稳定性。关节囊内含椎窦神经纤维;腰1、腰2之间的椎间关节间隙几乎在矢状面上,利于腰椎的屈伸动作,但各椎体关节间隙的矢状位方向由上向下逐渐改变,椎间关节的关节间隙与矢状轴间的角度越接近尾端越大,至腰5几乎呈冠状位。亦存在个体差异,特别在腰4、腰5和腰5骶1更为显著。一般认为有23%~33%两侧椎间关节为非对称性,这与疼痛的发生有密切关系。腰5上关节突的关节面多数呈凹面型,少数呈平面型;下关节突的关节面多数变化较大,以凸面型和平面型为主,其次为凹面型和波浪形(S型)。平面型易于滑行,造成不稳。腰椎关节突的关节面倾斜度变化较大,两侧常不对称。若一个或多个关节突的一侧或两侧遭受损伤,会引起腰痛。关节突可以增大、内聚,在后外侧突向椎管,或向前倾而使侧隐窝狭窄。
上关节突内缘间距与椎弓根内缘间距的比值可反映关节突增生程度,正常腰3小于65%、腰4小于67%、腰5小于74%;位于上下关节突之间的椎弓称峡部,其前外侧及后内侧皮质骨之间只有少量骨小梁,较坚固。身体前屈时发生剪力,作用于腰骶部的峡部,由于关节突的方向与作用力垂直,相邻两个关节突被挤压很紧。如关节突间部长期承受这种压力,有可能发生峡部断裂可导致脊柱失稳,椎体滑脱,是引起腰腿痛的原因之一。腰骶关节突可有先天异常,一侧为矢状位,另一侧为冠状位。
4.横突 由肋骨残余遗迹与横突合成,亦称肋样突。横突由椎弓根与椎板汇合处向外突出,左右各一。横突前后位扁平呈带状外形,与腹后壁外形相适应,腰1、腰2横突逐渐增长,腰3横突最长,有时可在体表摸到,腰4、腰5横突逐渐缩短,腰5横突最短并且向上倾斜。腰3横突弯度大,活动多,所受杠杆作用最大,受到的拉应力也最大,其上附着的筋膜、腱膜、韧带、肌肉承受的拉力较大,损伤机会也较多。附于腰3横突上的肌肉如强烈收缩,可产生撕脱性骨折,合并广泛性肌肉、筋膜、腱膜撕脱伤,造成出血和浆液性渗出。急性损伤如处理不当或慢性劳损,可引起横突周围瘢痕粘连、筋膜增厚和肌腱挛缩,引起腰痛。穿过肌筋膜的血管神经束受到卡压也可引起腰、臀部疼痛,此即第三腰椎横突综合征。腰5横突短粗,呈圆锥形,自椎体与椎弓根连接处发出,先伸向外方,后转向外上方,倾斜度较大。由于髂腰韧带附着于腰5横突和髂骨,故腰5横突较厚而大。腰5横突常可一侧或两侧增大,与髂骨形成假关节。
腰椎横突有众多大小不等的肌肉附着,相邻横突之间有横突间肌,横突尖端与棘突之间有横突棘肌,横突前侧有腰大肌及腰方肌,腰2横突前尚有膈肌,横突的背侧有竖脊肌,尚有腹内、外斜肌和腹横肌,借助腰背筋膜起于腰1~4横突。腰神经后支自椎间孔发出后,其外侧支穿横突间韧带骨纤维孔后,沿横突的背面和上面走行,并穿过起于横突的肌肉至其背侧。如腰椎仅有一侧横突肥大与骶骨和髂骨形成融合,这种下腰部先天性结构异常可导致腰骶部软组织活动度不均衡,易引起慢性腰部劳损和腰痛。横突基底部的后下有一小结节,称为副突。在上关节突的后缘有一卵圆形隆起,称为乳突。腰椎乳突与副突之间可形成浅沟、切迹、孔或管,腰1全为副乳突间沟,腰4以切迹多见,孔或管自腰3以下逐渐增多,这可能由于人类长期负重及上半身体重向下传递之故。在下部腰椎变宽的同时,副乳突间的距离越来越接近,形成切迹或完全融合成孔或管,腰神经后内侧支由此骨孔或管穿行,骨质增生则压迫此神经。腰椎横突可因腰方肌剧烈收缩而产生撕脱骨折,撕脱的横突出血较重,常形成腹膜后血肿,刺激交感神经而产生腹胀。横突骨折还可牵拉刺激走行于其附近的腰神经后外侧支及走行于横突间的后内侧支,产生腰背痛及臀部痛。
5.棘突 由两侧椎板在中线处汇合而成;腰椎的棘突呈长方形,骨板宽且呈垂直向后,棘突的下方如梨状,为多裂肌肌腱附着处,末端膨大,为棘上韧带附着处。50%以上棘突有偏歪,棘突下缘常扭曲10°~20°。腰5棘突有时未融合而成隐裂;在隐性骶裂,腰5棘突也可与骶1的浮游棘突融合,插入隐裂间,称杵臼棘突或铡刀样棘突。腰椎的棘突具有杠杆作用,众多肌肉、韧带附着其上,更增加了脊柱的稳定性。相邻棘突间空隙较大,适于穿刺进入椎管,腰3~5棘突间是腰椎穿刺或麻醉的进针部位。
(三)腰椎的特点
1.第1腰椎 位于胸、腰椎交界处,受力点较为集中,易发生压缩骨折。
2.第2腰椎 脊髓圆锥在成年人位于其椎体上缘以上的部位,其棘突下缘是重要的穿刺标志。
3.第3腰椎 其横突最长,是常见的劳损部位。
4.第4腰椎 是腰椎不稳的多发部位。
5.第5腰椎 与骶骨相连接,有时会发生腰椎骶化。
二、腰椎椎管及其内容物
腰椎椎管是由腰椎椎骨、腰椎间盘及其各种韧带组织所构成的骨纤维性管道,较宽阔,上连胸椎椎管,下续骶椎椎管,内容脊髓末端、硬膜囊,神经根、硬膜外脂肪和血管等组织。椎管由于所含内容多少不等,其形状及大小亦各不相同。
(一)腰椎椎管
腰椎椎管是各节段腰椎的椎孔通过附着在椎弓后外侧黄韧带、椎体后方及椎间盘构成,因此腰椎孔的形态决定了腰椎管横断面的形态及大小。其横断面积是整个椎管中最大的部分,以腰5处最大(271.5mm2),腰4处最小(270.5mm2),椎管可分为中央椎管和腰神经通道。
1.中央椎管 指椎管的中央部分,为腰段硬脊膜囊所占据的部位,由腰椎各椎骨的椎孔叠加而围成。其前壁为椎体、椎间盘纤维环后面及后纵韧带,后壁为椎板、棘突基底及黄韧带,两侧壁为椎弓根及侧隐窝的内侧面,后外侧为关节突关节。
(1)椎孔 由椎体后方和椎弓围绕构成。其前壁为椎体,外侧壁及后壁为椎弓。
①形状:椎孔形状一般分为卵圆形、三角形和三叶形,其他尚可呈钟形或橄榄形。即使是同一椎体的不同平面,椎孔的形状也不一样。腰1、腰2多呈卵圆形,腰3、腰4多呈三角形,腰5多呈三叶形,因退变或其他病变,椎孔形状还可有不同改变;因腰椎椎板略向下后倾斜,因此椎孔在下部比上部大,腰椎孔形状指数为椎孔矢径/横径×100。
②椎孔矢径(前后径):自椎体后缘至两椎板联合最凸出处平均17mm(14~20mm),正常最低值为13~15mm,椎管矢径由腰1~3逐渐减少,以腰3最小,由腰3~5又复增大,男女矢径间差别不大。
③椎孔横径(椎弓根间径):两侧椎弓根内缘间最宽之距离。平均为24mm(19~29mm),正常最低值为18~20mm,椎孔横径由腰1~5逐渐增大,腰4~5间变化较大,不论男女均较恒定,男性椎管横径较女性大1.12mm。腰椎椎孔横径的增减关系与椎体大致平行,但矢径基本相等。
椎孔两径中,以矢径最为重要,一般认为,如矢径小于13mm、横径小于18mm,可定为椎管狭窄。有学者将矢径数值为10~12mm定为相对狭窄,如小于10mm则为绝对狭窄。腰5横径虽明显增大,但其矢径甚至比腰1、腰2还小,两径相差约10mm,其矢径与横径之比为0.62∶1。因个体身材大小的差异,故脊椎指数,即椎孔矢径(C)及横径(D)的乘积与相应椎体矢径(A)及横径(B)的乘积的比例(CD∶AB)较单纯测量椎孔矢径及横径更具有实际意义。正常CD∶AB应为1∶(2.5~4),女性脊椎指数均较男性为小,腰3~4较大。如脊椎指数超过1∶4.5,即疑有椎管狭窄。如连续两个椎骨比值均大于1∶4.5,临床意义更大,测量指数也显示自腰1向下,各腰椎椎管容量顺序减少,以腰5最低;与腰3~4矢径最小有所不同,可能与腰5侧隐窝较狭窄有关。测量各椎孔矢、横径,包括骨骼标本测量、尸体椎管测量及X线测量,对了解脊髓压迫症有一定意义。值得注意的是,在临床工作中,对椎管测量时不仅要注意其骨性管壁,也要考虑其软组织部分。各腰椎中以腰3、腰4最易发生椎管狭窄,其主要原因为矢径较小;矢径与横径之比为(0.69∶1)~(0.67∶1),虽大于腰5,但小于腰1、腰2;脊椎指数最大;椎板较厚。
(2)腰段椎管的分区 根据椎管内容物的分布情况,可将椎管分为中区、后区和左右侧区,对临床诊断和治疗有一定意义。
①中区:为硬膜囊存在的部分,前方紧贴腰椎椎体及后纵韧带,两侧几乎达到上关节突或更靠外侧,后面随椎板的形态和硬膜囊的大小而改变,呈弧形。硬膜囊后面几乎与椎板和黄韧带相贴。硬膜囊较小,与椎板间有一定距离。
②侧区:为神经根在椎管内走行的部位,左右各一,位于侧隐窝的外侧。侧区的前界自后外缘,后界为上关节突及黄韧带,外侧界为椎弓根,内侧界为硬膜囊的外侧面。由于部分硬膜囊位于侧隐窝的内侧部,当侧隐窝狭窄时,除影响神经根外,且可影响硬膜囊的外侧部。
③后区:位于硬膜囊后方与两侧椎板和黄韧带之间,弧形或三角形,各段大小不一,有的个体由于硬膜囊小,而使后区和侧区连成较大的腔隙。后区内主要有脂肪组织和静脉丛。腰段后区大多数比较宽阔。
2.腰神经根通道 腰神经根自离开硬膜囊后,直至从椎间孔外口穿出,经过一条较窄的骨纤维性管道,统称腰神经通道。此通道既有骨性管壁,又有软组织结构。通道的任何部分及其内容发生病变,均可产生腰腿痛。分为神经根管和椎间管两段:
(1)神经根管 腰神经根自硬膜囊穿出后,在椎管内斜向前下外,走行至相应的椎间管内口处的一段称为神经根管,以后分别从各自的椎间孔穿出。腰神经根离开硬膜囊后,前、后根共居一鞘,或各居于固有的根鞘内,自腰1~5斜度逐渐增加。神经根管内宽外窄,前后略扁,如同外为小口的漏斗。腰5神经的通道几乎为腰1神经的2倍。腰1~5神经根在神经根管与在椎间管内长度的比值,由0.7下降至0.5。神经根管虽然不长,但神经根走行过程中,存在几个间隙,是神经根管狭窄部分,可使神经根遭受卡压。
①盘黄间隙(盘后部):椎间盘与黄韧带之间的间隙。其前界平齐椎间盘,后界为上关节突前外侧部及黄韧带的外侧部。其测量数值:腰1为4.7mm,腰2为3.4mm,腰3为2.5mm,腰4为1.9mm,腰5为2.5mm。盘黄间隙在椎间管内口较小,在下位腰椎尤为显著,几乎将内口下部封闭。椎间盘有退变时,椎间盘自椎体后方向四周膨出,如同时有黄韧带增厚向前突出,将使盘黄间隙进一步狭窄。
②侧隐窝:又称椎弓根旁间隙,侧隐窝位于椎孔的外侧,为椎孔两侧向外凹陷的部分,向下外续于椎间孔。其前界为椎体后缘,后面为上关节突前面与椎板和椎弓根连接处,外面为椎弓根的内面,内侧入口相当于上关节突前缘平面。侧隐窝形状多为三角形或三叶形,使得腰椎椎孔亦呈三角形或三叶形。在儿童下腰椎孔为卵圆形,而成人下腰椎孔为三叶形。这是一种解剖形态类型,而非病理类型。在退变状态下,侧隐窝可进一步缩小。三叶形椎孔比同样横径和矢径的三角形椎孔横断面积小7%~16%。侧隐窝从上向下矢径逐渐减小,横径逐渐增大,表示越来越窄、越深,易引起侧隐窝狭窄。神经根从侧隐窝下部通过与上关节突的前缘较其前外侧面更为接近,侧隐窝后壁的关节突及峡部如有骨关节炎或峡部不连,常易引起神经根的压迫。腰5最易引起侧隐窝狭窄,原因是椎孔呈三叶形;侧隐窝明显,矢径可小至2~3mm;上关节突增生变形较多。
③上关节突旁沟:腰神经向外经上关节突小面内缘所形成的沟。上关节突小面如呈球形增大,并有内聚,其与椎体后面之间的距离变窄,可使神经根遭受压迫。
④椎弓根下沟:椎间盘明显退变缩窄时,可使上一椎体连同椎弓根下降,后者与椎间盘侧方膨出形成一沟,可使通过的神经根发生扭曲,在椎间盘退变萎陷两侧不对称时更易发生。
(2)椎间管(椎间孔) 为腰神经根出椎管的通道,呈上宽下窄的耳状形,其上、下界为椎弓根,前界为椎体和椎间盘的后外侧面,后界为椎间关节囊,黄韧带外侧缘亦构成椎间孔后界。椎间管分内、外两口。内口多呈卵圆形,少数呈肾形、三角形或钥匙眼形;外口多呈钥匙眼形,少数呈三角形。腰神经通过椎间管,由内口斜向外口,越向下越倾斜,因此腰神经根在椎间管内的长度比椎间管要长。椎间孔自上而下逐渐变小。腰5椎间孔平均面积为84mm2,腰4椎间孔的上下径约为19mm,其上半与椎体相对处前后径为5~7mm,下半与椎间盘相对处仅1~2mm。腰5椎间孔较此值略小。椎间管向前为椎体后面及椎间盘,后为黄韧带及椎间关节,上下分别为椎上、下切迹。上述结构发生病变,如椎间盘退变致使椎间隙变窄,椎间关节位置发生紊乱,以及黄韧带增厚,均可使椎间管发生狭窄。
椎间管也是供应椎管内软组织和骨结构血运及神经分支进出的门户。腰神经的前、后根在脊神经节远侧汇合,一般位于椎间孔水平。椎间管内不仅通过神经根,而且通过小动脉、静脉丛、淋巴管及寰椎神经。椎间管内常有纤维隔,连于椎间盘纤维环与椎间关节之间,将椎间管分为上、下两管,上管通过腰神经根、腰动脉椎管内支及椎间静脉上支,而下管通过椎间静脉下支。椎间管外口中上部另有一纤维隔,连于椎间盘纤维环及横突与横突间韧带,将外口分为上、下两孔。腰神经由下孔通过,在高位腰椎外口,纤维隔位置高且薄,但在低位腰椎,位置低而坚厚,呈膜状,将外口大部分封闭。纤维隔的作用是分隔脊神经和血管,对管壁较薄的椎间静脉起保护作用,又不至于压迫神经根。但如果有外侧型椎间盘突出、骨质增生或转移性肿瘤时,可因纤维隔的存在而加重神经根受压,故是神经根受压的潜在因素。
椎间管外口与神经根的面积相差悬殊,腰1神经根只为同序数椎间管的1/12,即使腰4、腰5神经根较粗,亦只为同序数椎间管的1/5~1/4,似有较大活动空间。实际上椎间管内,外口下半只留有一缝隙,有效空间很小,特别在内口,盘黄间隙较窄者更是如此。另外,由于椎间管内存在有纤维隔,神经根被支持固定在一个比较窄小的孔道内,又因为同时有动脉、静脉通过,有效空间更为减少,易发生椎间管狭窄。
正常情况下,椎间孔要比通过它的所有结构宽大,剩余空隙被疏松的结缔组织和脂肪填充,以适应这些通过结构的轻度相对运动。引起椎管狭窄的原因很多,不仅骨性椎管由于发育障碍而狭窄,表现为横径和矢径变小、侧隐窝狭窄、椎板增厚,椎板间角度小等;后天最常见的原因为腰椎退行性脊柱炎,表现为椎间盘退行性变,向后膨出,椎体后缘,椎板上、下缘骨质增生,特别是关节突增大并靠近中线,从前方、后方及后外方突向椎管,引起三叶状椎管,有可能使腰神经根遭受压迫。与此同时,黄韧带及后纵韧带亦可增厚、钙化、发生皱褶,椎板间隙减小,使椎管容积进一步减少某些病理改变,如腰椎滑脱、外伤及椎板融合术后亦可引起椎管狭窄。发育性椎管狭窄时,脊髓造影显示椎管矢径平均为10mm(5~14mm),而退行性椎管狭窄,其矢径平均9.8mm(4~18mm);此外,有人报道长期用激素,可引起过多脂肪组织充满椎管某一节段,致使脊髓或神经根受压。
椎管的大小与其内容物是适应的。正常椎管硬脊膜周围有相当空间允许其与神经鞘活动。而在椎管狭窄时,硬脊膜及其内含马尾神经根被紧紧包裹,一旦椎管容积稍有减少,腰椎从屈曲位至伸展位运动时即受到障碍,站立及行走时,腰椎前凸增加,更妨碍其移动,神经受到牵扯,必然影响微循环,延迟神经传导。临床上常出现间歇性跛行,行走稍多即疼痛难忍。坐位及蹲位时,腰椎转为轻度后凸,椎管容积稍有增加,血供增加而症状也有所缓解。
腰段脊柱从屈曲位至伸直位,椎管可发生下列改变:①腰椎椎管缩短2.2mm,其内含神经组织也变短变粗;②黄韧带纤维变松变粗,致使黄韧带变厚;③椎间孔变窄;④在所有水平,椎间盘均向后轻度突出。
在探讨下部腰神经根可能遭受卡压致病因素时,应从两方面考虑。一方面,腰4、腰5神经根具有下述特点:①神经根较粗;②行程长,斜行;③脊神经节偏内侧,靠近椎间管内口;④神经根与椎间管的面积比值大。如不计算椎间管无效空间及血管所占空间,神经根实际活动余地甚小。另一方面,腰4、腰5神经通道也存在一些致病的潜在因素:①椎管矢、横径均较小,椎管容积也最小;②侧隐窝明显狭小,矢径最小;③腰4/5及腰5/骶1椎间盘最厚,正常即向后有一定程度膨出;④黄韧带较厚;⑤盘黄间隙减小;⑥椎间管较长,管内及外口的纤维隔均较薄,支持作用较弱,如神经根坠入椎间管下部,更易遭受卡压。
应当说明,一个神经根可在不同部位遭受卡压,相邻两个神经根遭受卡压的机制也可不同,了解某一神经根的确切受累部位,在治疗上可有针对性地进行减压。使椎板切除缩小至最小范围,避免不必要地切除关节突或打开椎间管,防止造成腰椎不稳。
(二)腰椎椎管的内容物
腰椎椎管的内容物包括脊髓圆锥、马尾神经、硬脊膜囊、硬膜外脂肪、疏松结缔组织和血管等组织。硬脊膜与脊髓间充有脑脊液。
1.脊髓圆锥 即骶尾髓,是脊髓的最末段,长度为2~4cm,占脊髓全长的1%。其上端于胸12椎体下缘续接腰脊髓,下端平腰1椎体下缘或腰2椎体上缘,呈圆锥形逐渐变细又称脊髓圆锥,圆锥尖端移行为细的终丝。其中一部分走行在硬脊膜囊内,称为内终丝,长为27mm,向下到达硬脊膜的下界(第2骶椎水平),为硬脊膜包裹。附着在骶2椎体后面,并与包绕软、硬脊膜的组织融合,形成尾骨韧带;另一部分穿出硬脊膜进入终丝鞘内,并在骶椎管中呈扇形分布,称为外终丝。其长为内终丝的一半;最终两者将脊髓固定于尾骨上。终丝主要由软膜构成,偶尔也可见正常的神经细胞和神经纤维,这可能是退化的脊髓尾部的残余。终丝表面有一条清楚的前静脉,借此可与脊神经根区别。骶尾髓共发出5对骶神经和1对尾神经。与腰髓发出的腰骶干(腰4、腰5)构成骶丛;每个骶、尾神经都有前、后2根,后根均较前根粗大,而尾神经的后根特别细小或缺如。骶尾神经的每一个后根与前根会合前,在椎管内的椎间孔附近有1个椭圆形膨大的脊神经节,而尾神经后根的神经节大多数情况下不存在。前后根汇合后共同组成骶、尾神经。
2.马尾 在腰1椎体以下的蛛网膜下腔内,由垂直下降的腰2~5脊神经、骶1~5脊神经及尾1脊神经围绕终丝所组成的神经根纤维束的总称,由于其整体分布形似马尾故得名。一般每一脊神经根由3条(2~4条)后根神经纤维束和1条前根纤维束组成,故马尾中的10对脊神经共有80条神经纤维束(马尾神经)。其中后根神经纤维有31000~47000根,前根神经纤维有11000~17000根,这些神经纤维均为有髓鞘神经纤维。在腰椎管内、马尾神经并非均匀地排列在硬脊膜内,而是松散地、有规律地各自排列在自己的一侧。各马尾神经与终丝平行下降,至相应椎间孔附近时,组成每条神经根的4条神经纤维逐渐靠拢并向下外方斜行,位于后外侧的3条后根神经纤维束汇合为一粗的后根,随即与位于前内侧的前根汇合,发出一条神经根出椎间孔。同样,其对侧相应的位置发出另一条神经根出椎间孔。其中后外侧的3束感觉根,前内侧的一束是运动根,两侧对称。这些神经纤维在出硬膜之前长4~5cm,被蛛网膜包绕在一起形成根袖并附着于硬膜侧缘的内侧面;一般情况下每4条神经纤维束经同一孔道共同穿出硬膜囊。每发出一对神经根,马尾中就减少8条马尾神经(神经纤维束),至腰5~骶1椎间盘水平时,只剩下5对骶神经、1对马尾神经和1条终丝。故越向下,硬膜囊内的神经纤维越少。由于腰椎生理性前凸,故自后面观,马尾神经整体分布在硬膜囊内的后外侧部,其正中部则充满脑脊液,故腰椎的中央型椎间盘突出一般并不造成马尾神经卡压,只有多平面、巨大的中央型椎间盘突出才可引起马尾神经受压的症状和体征。自横断面观,自外侧依次向里排列为骶1、骶2、骶3的马尾神经,后正中线排列的是骶4、骶5的马尾神经,故当腰4/5椎间盘向侧后方突出时,既可压迫硬膜囊外的腰4神经根,又可压迫硬膜囊内的骶1、腰5神经根,还可能压迫蛛网膜腔内的骶2马尾神经,出现不同的症状。此外,在腰椎间盘或腰椎管手术引起的硬脊膜损伤时,尤其是硬脊膜正中部位的损伤,极易合并骶3、骶4、骶5神经根或马尾神经的损伤而引起二便失禁等马尾神经功能受损的症状和体征。
三、腰骶神经根的组成与脊柱节段的关系
(一)腰骶神经根的组成
腰骶神经根是由腰、骶节段脊髓的前根和后根在椎管内汇合而成的混合神经,它包括感觉和运动两种神经纤维。其后根均较前根为大。前根或运动根自灰质的前角细胞发出,后根或感觉根依次在脊髓的后外侧进入脊髓。脊神经的每一个后根与前根会合前,在椎管内相应的椎间孔附近有1个椭圆形膨大的脊神经节,每个后根都有1个脊神经节,腰神经节位于椎间管内,而骶马尾神经节位于椎管内。5对腰神经、5对骶神经和1对马尾神经在离开相应的脊髓节段后,在椎管内向下行走一段较长的距离,在第2腰椎以下形成马尾神经,随后在相应的腰、骶椎体下方的椎间孔穿出椎管,在椎旁形成腰丛(胸12、腰1~3)和骶丛(腰4、腰5、骶1~4),然后分别形成股神经及坐骨神经干。
神经根至神经干,均有伴行血管,有自主神经供应,调节血管的舒缩功能。每个脊神经根在硬脊膜外隙都包以由硬脊膜形成的神经根鞘,后者至椎间孔外侧延续为神经根的外膜。
脊神经根和椎间孔的关系与年龄及孔的节段有关。胚胎时,脊神经根呈水平位。在儿童时,斜行向下,随年龄增长斜度增大,腰骶神经根须在椎管内走行一段距离后,才能从相应椎间孔穿出;下腰部的椎间孔较上腰部为小,但神经根相对较粗,腰5尤为明显。在不同椎间盘水平,腰脊神经根在椎间孔的位置与腰段脊柱的前凸角度有关,在下腰部,这个角度最大,上关节突前倾,而在上腰部则几乎垂直。下腰部的椎间孔,特别在腰4/5及腰5/骶1,神经根紧位于椎间盘之上,在上一椎骨椎弓根之下,并在椎体后外侧面形成的槽内。腰部椎间孔的大小在屈曲时增加,伸展时缩小。极少数情况下,一个椎间孔内通过2个神经根,这种畸形如果发生在比较窄小的腰5/骶1间的椎间孔,神经根受压的可能性就更大。临床上常表现为坐骨神经痛,与椎间盘突出不易鉴别。
在硬脊膜外隙内,骶神经根最长(成人骶2长36mm),几近垂直下行,神经节在骶管内;腰神经根次之(腰3长24mm),斜向下外,神经节在椎间管;向上则神经根长度逐渐变短,由斜位逐渐变为水平位,神经节仍在椎间管;胸上部及颈部神经根最短,水平伸向椎间管,神经节亦移至椎间管偏外处。当脊柱由完全伸直位至完全屈曲位,椎管长度改变约7mm,当脊柱屈曲至60°~80°时,腰1、腰2神经根移动范围最大,有2~5mm,有的甚至可达7mm。当直腿抬高至30°,在腰5水平,坐骨神经受到明显牵拉,神经根向远侧移动至椎间孔。屈曲颈部,可使直腿抬高程度降低,是因为屈颈可使马尾神经张力增加。
(二)腰骶神经根与脊柱节段的关系
胚胎3个月以前,脊髓与脊柱等长,各神经根均从各自相对应的椎间孔平行穿出。胚胎4个月以后,脊柱发育较脊髓快,脊髓头端连于脑部呈固定状态,因而头端以下脊髓部分在发育过程中,出现了与脊柱不一致的关系,椎骨及其相对应的脊髓节段不在同一平面上,各神经根仍从原来相对应椎体的椎间孔斜行穿出。脊髓末端——脊髓圆锥在新生儿平腰3椎体,在成人则止于腰1椎体下缘或腰1/2椎间盘水平。因此由脊髓节段发出的脊神经的走行越往下越倾斜。当脊髓在腰1椎体平面终了时,腰骶神经根仍须在椎管内行走一段距离,才能从相应的椎间孔穿出。因此,在此平面以下,腰、骶、尾的神经根在未出相应的椎间孔以前,在椎管内下行一段距离,它们围绕终丝形成马尾。了解脊髓节段、神经根与椎骨棘突或椎体的对应关系,可便于临床中确定脊髓病变部位。
四、腰椎的韧带
腰椎的韧带是腰椎椎骨间的一种连接形式,是属于不动关节的纤维连接,主要包括以下韧带。
(一)前纵韧带
前纵韧带位于椎体和椎间盘前方,宽而坚韧,上方起自枕骨的咽结节,向下经寰椎前结节及每个椎体的前面,止于第1或第2骶椎椎体的前面。前纵韧带的宽窄与厚薄各部位不同,于颈、腰两部和椎间盘前面的部分均较宽而略薄,于胸椎各椎体前面的部分则相反。前纵韧带由3层并列的纵行纤维构成,浅层纤维可跨越3~4个椎体;中层的跨越2~3个椎体;而深层纤维仅连接相邻的2个椎体。前纵韧带与椎间盘前面及椎体的上、下缘紧密相连,但与椎体前面之间则连接疏松,仅为1层较阔且薄纤维带,较后纵韧带为弱。此韧带有限制脊柱过度后伸的作用,这在腰部特别重要,它能帮助防止因体重作用而增加腰部弯曲的趋势。前纵韧带还能防止椎间盘向前突出。前纵韧带是人体最长的韧带,非常坚韧,尸体上试验,在300kg的拉力下,也不致断裂。临床中,当脊柱过伸性损伤或脊柱骨折脱位时,此韧带也可受累,前纵韧带完整与否对于选择脊柱内固定术式有一定意义。当前纵韧带完整,后路撑开时,可借助完整的前纵韧带使骨折块复位。如前纵韧带断裂,行后路撑开可能导致脊椎连续性破坏而加重脊髓损伤,此时应选择后路加压,以获得脊柱的稳定性。
(二)后纵韧带
后纵韧带细长而坚韧,位于椎体后面、椎管的前壁,起自枢椎,并与覆盖枢椎椎体的覆膜相继,向下沿各椎体的后面至骶管,与尾椎后纵韧带相移行。后纵韧带的宽窄与厚薄各部位也不同,腰椎、下胸椎的部分较窄,尤其在腰椎椎体的中部几乎成为一细索,但在腰椎椎间盘附着处较宽且与椎间盘纤维环紧密相连;而颈椎、上部胸椎及其椎间盘的部分则较宽。增宽的后纵韧带中部较厚而向两侧延展部较薄,故椎间盘向后外突出者较多。后纵韧带含浅、深2层纤维,其浅层纤维可跨越3~4个椎体,而深层纤维只连接相邻2个椎体之间。它与椎体的上、下缘和椎间盘纤维环之间附着紧密,甚至与椎间盘纤维环外层不能区分,与椎体则连接较松,之间有椎体的静脉通过。后纵韧带有限制脊柱过度前屈的作用,是脊柱稳定的重要结构。若后纵韧带肥厚、骨化可向后压迫脊髓。腰椎间盘突出多发生于后纵韧带外,亦可向后突破后纵韧带进入椎管,成为游离型椎间盘突出。由于后纵韧带在腰部椎间盘附着处较薄弱,而且在此处髓核又居中央偏后位,所以髓核常向后外侧突出。
(三)黄韧带
黄韧带又名弓间韧带,呈膜状,主要由黄色弹性纤维构成,位于相邻的两个椎板之间。其上极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,其下附着于下一椎板上缘后面及上关节突前上缘的关节囊,犹如屋瓦互相叠盖。黄韧带的前面凹陷,正中部有裂隙,有连接椎骨后静脉丛与椎管内静脉丛的小静脉通过,并有少许脂肪填充。在外侧与椎间关节的关节囊相融合,并参与椎间关节囊的前壁构成,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小裂隙外,黄韧带几乎充满整个椎弓间隙。其厚薄与宽窄各部不同,于颈椎椎部薄而较宽,胸椎部的窄而略厚,以腰椎部的最厚。腰部黄韧带的厚度从上向下逐渐增大,至腰4、腰5最厚,中线处为4mm,侧方为2mm。外侧部较内侧部稍薄。腰3、腰4内、外侧部两者相等,腰5、骶1内侧部较厚。当身体前屈时,黄韧带紧张,变薄,产生较高的张应力,以限制脊柱的过度前屈;后伸时,黄韧带松弛,弹性回缩变厚。同时黄韧带也有维持身体直立姿势的作用。当脊柱处于最大屈曲位时,黄韧带可比中立位延长35%~45%,最大伸展位时则缩短10%并增厚,由此可引起椎管容积的显著变化。由于外伤和其他原因,黄韧带可失去正常柔软并能折叠的特性,变为坚厚而无弹性的纤维组织,有的甚至可厚达8~16mm。腰椎的退行性变,常伴有黄韧带肥厚,连续的外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及神经根的压迫症状,通常易发生在腰4、腰5椎板之间。同时毗邻的椎板亦增厚。肥厚的黄韧带向前突入椎管,压迫硬膜囊、神经根或马尾神经,可产生症状。这在腰伸直时明显,前屈时减轻。腰5椎间孔较小而通过的神经根较粗大,当黄韧带过度增厚时,该神经根极易受到压迫。黄韧带亦可发生骨化,且多发于下胸椎。骨化的黄韧带压迫脊髓和(或)神经根,引起典型的胸椎管狭窄。
(四)棘上韧带
棘上韧带细长而坚韧,上起自颈7棘突并移行于项韧带,向下沿各椎骨的棘突尖部,止于骶中嵴。外侧与背部的腱膜相延续;前方与棘间韧带愈合。各部的宽窄与厚薄不同,腰椎的棘上韧带较发达,于中线相接而附着于棘突末端的后方及两侧,能限制该部脊柱过度前屈;胸3~5的较为薄弱。韧带的浅层纤维可跨越3~4个椎骨的棘突;中层跨越2~3个;而深层纤维只连接相邻的2个棘突之间。在腰部起于棘突的竖脊肌腱性起点,易被误认为棘上韧带。构成竖脊肌腱性起点的腱束密切相接,借坚强的横行纤维束相连,靠近棘突的纤维弹性发育良好。在靠近棘突的起始处,弹性纤维并不连接相邻棘突,而是连接2个相邻腱束,或者连接1个腱束及1个棘突。
棘上韧带随着年龄发生变化:在青年为腱性,随着年龄增长,可出现纤维软骨化并有部分脂肪浸润,40岁以上可变性出现囊性变。在腰骶交界处,此韧带较薄,有时甚至缺如,致使此处在解剖上较薄弱。棘上韧带损伤多见于上胸部,是引起胸背痛的原因之一。
当脊柱屈曲时,棘上韧带即被拉紧,特别是长年低头屈背工作的人,其附着点部位受到牵拉,逐渐使某些韧带纤维断裂,或自骨质上掀起,久之即发生剥离或断裂,引起腰背痛或胸背痛。在脊柱后路手术时,寻找棘上韧带并在其正中纵向切开,向两侧剥离椎旁肌,既减少出血,又容易闭合伤口。
(五)棘间韧带
棘间韧带较薄,不如棘上韧带坚韧,主要由致密排列的胶原纤维构成,杂以少量弹性纤维,沿棘突根部至尖部连接相邻2个棘突,前方与黄韧带愈合,后方移行于棘上韧带。棘间韧带的纤维分3层排列,两侧浅层纤维由上一棘突下缘斜后向下,附着于下一棘突上缘和黄韧带,中层纤维由后上向前下。这种交叉结构虽可以防止腰屈曲时椎骨前移和腰伸直时椎骨后移,但本身却要受到挤压和牵连。棘间和棘上韧带均有限制脊柱过度前屈的作用。脊柱前屈超过90度时,竖脊肌松弛,仅由韧带维持脊柱姿势。由于棘上韧带在腰骶部多缺如,因极度弯腰时,该部位所受压力更大,当膝关节在伸直位弯腰时,骨盆被紧张的股后肌群固定在旋后位,棘间韧带受到高度牵拉。腰5、骶1之间的棘间韧带损伤占全部棘间韧带病变的92.6%。腰部旋转时,棘间和棘上韧带离旋转轴最远,受到的应力也大。如竖脊肌和多裂肌软弱或萎缩,则这些韧带承受的应力特别在腰骶部将更大,容易损伤变性。棘间韧带的厚度由下胸部至下腰部逐渐增加,在腰部发育最好,其纤维方向可与直立时肌肉过度收缩相对抗,在下腰部,棘间韧带有稳定腰椎的作用。从造影片上测得肌腱韧带的厚度:腰1、腰2为6mm(5~7mm),腰2、腰3为8mm(6~11mm),腰3、腰4为10mm(4~15mm),腰4、腰5为11.7mm(4~18mm)。这些数值较实际厚度(2~3mm)要大得多。腰棘间韧带造影显示正常棘间韧带边缘整齐锐利,损伤后可表现为松弛、破裂,或发生囊腔、穿孔,以腰4、腰5和腰5、骶1最多。20岁以后,棘间韧带的腱性组织发生不同程度的退变或出现空腔,有21%的棘间韧带出现破裂,绝大部分发生于最下面的间隙,此处亦是最易发生椎间盘突出的位置。正常情况下,如髓核完整,腰部两个相邻椎骨以髓核为轴心的屈伸运动,受到纤维环、棘间韧带及黄韧带的约束,而棘间韧带及纤维环的纤维层能防止上一个椎骨向后脱位。如果棘间韧带缺如或松弛,脊柱后伸时,由于坚强的背伸肌群牵引可使脊椎骨向后滑脱。
(六)横突间韧带
横突间韧带连接相邻的两个横突之间,颈椎部常缺如,胸椎部呈细索状,腰椎部发育较好,该韧带分内、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2个腰椎横突间隙,参与构成髂腰韧带,内侧部做腱弓排列,保护脊神经后支及血管,其厚度由上向下逐渐增厚,在腰5与骶1之间,横突间韧带即髂腰韧带的腰骶部。
五、腰椎的血供
(一)腰椎动脉系统
腰椎的动脉血供主要来自腰动脉,由腰段腹主动脉的后壁发出,沿腰椎椎体侧方的中部向后外侧走行,沿途发出一些小支进入椎体前方,以营养椎体。腰动脉至椎间孔前缘分为前支、后支及中间支。前支又分为升支、降支,其分支与相邻上下形成纵行弓形网,吻合支的尖部与对侧相交通。由此发出至少1支骨滋养动脉,与由椎体前面进入的正中前动脉吻合,形成纵轴动脉。后支在硬脊膜囊后外方供应硬脊膜及硬脊膜外间隙组织,其分支尚供应椎弓根、椎板、横突、关节突和棘突,中间支供应神经根。上述3分支分别称为脊前支、横突前支及背侧支,三者共同形成椎管内、外血管网。
1.椎管外血管网 以横突为界又分为椎管外血管网前组和椎管外血管网后组。①椎管外血管网前组:由横突前支(横突前动脉)形成。此支比较粗大,沿途在横突前方尚发出许多肌支,还有许多交通支与相邻横突前动脉吻合。此动脉位置较深,破裂可产生巨大腹膜后血肿,随后可发生顽固性肠麻痹。②椎管外血管网后组:由背侧支的关节间动脉及上、下关节动脉组成。关节间动脉绕过椎弓根峡部向后方延伸,走行于椎板与肌筋膜之间,然后向中线行走,沿途发出许多肌支,最后分布于椎板间韧带及棘突。
2.椎管内血管网 包括脊前支和脊后支(椎间孔前、后动脉)。脊前支先分出1个小支供应神经根,然后经椎间孔的前缘进入椎管内,随即分为升支、降支,由升支再分出横支,在中线汇合,经椎体后面的静脉窦孔进入椎体,相邻节段脊前支的升、降支彼此吻合,形成纵行的血管网。动脉分支、神经支与椎管内窦神经沿脊椎上下伴行。脊后支较前支细,呈网状分布于椎板和黄韧带内侧,然后入椎板,以微细小支在硬脊膜外脂肪中走行,与硬脊膜动脉丛相连。腰椎椎体的滋养动脉,中央支数目较少而恒定,由椎体前外侧面进入的有1~3支;由背侧面进入的有1~2支,为椎体的主要滋养动脉。中央支位于椎体中1/3平面,主干向心直行,分支小,末端在椎体中心部形成螺旋状弯曲,以后呈树枝样分支,分别伸向椎体上、下端。周围支数目较多,但不恒定。周围支短而分支早,向椎体上、下端分布于椎体周围骨质。椎弓的滋养动脉数量较少,管径较细。椎骨滋养动脉的终动脉只存在于骨化期的软骨区内。利用血管造影和解剖方法研究成年和新生儿尸体的椎体动脉,发现由肋间后动脉发出的脊支又发出多数前支,此乃椎体的主要动脉,前支从每侧发出升支和降支,与相邻椎骨的相应支在椎管前面吻合。此外,尚形成横吻合,从此吻合发出椎骨中央动脉和骺上及骺下动脉。由主动脉发出的胸、腰节段支沿着椎管全长,在后纵韧带的深面形成动脉丛,该丛发支由椎体的后面进入发育中的椎体内,作为主要血管来源。在椎管前部椎体的背正中面有一个主要的动脉进入,在两侧,还有小的左、右前外侧动脉,在节段动脉发出不远处进入椎体侧面,这3个动脉最后均终止于发育中的椎体松质骨中心,形成不规则的血管管道,有极小的血管穿入软骨板,另有纤细的毛细管进入纤维环。脊椎后部大都是骨密质,仅中央有少量的骨松质,血液循环不良,同时负重较小,感染率远较椎体少。在脊椎后部,横突基部因富于骨松质,结核发病率较高。
(二)腰椎静脉系统
腰椎静脉系统由3个互相交通的无瓣膜的静脉网构成。
1.椎骨(内)静脉 椎体周围静脉注入椎体中央静脉,然后在后纵韧带及骨膜的深面经椎体后部滋养孔汇入静脉窦内,与椎管内静脉相交通。
2.椎(管)内静脉 可分为三组。①椎管内后静脉:离椎间盘较远。②椎管内前静脉:在椎管横突冠状线之前,沿椎管前面有两个纵行静脉系统。此静脉在椎弓根部弯行向内,在椎间盘部弯行向外。在椎弓根内侧,这个静脉在滋养孔与椎骨内静脉相交通。椎管内前静脉紧贴椎间盘后面,位于硬脊膜及马尾神经之前。③根静脉:为节段静脉,对每一个腰椎为成对静脉,分别在两侧椎弓根的上下,下一对静脉与神经根密切相关。根静脉经椎间孔穿出。
3.椎(管)外静脉 主要为两侧的腰升静脉,在椎体、横突及椎弓根交界处形成的沟内纵行向上。在远侧,此静脉与髂总静脉相交通;在近侧,左腰升静脉注入半奇静脉,右侧的一般较小,在腰4/5椎间隙终为一个根静脉,向上与其他根静脉重新汇合,最后汇入奇静脉。在骶骨,骶管内前静脉不明显,代之以根静脉,与相当的骶神经根平行,经骶孔向前与髂内静脉相交通。骶1根静脉也称骶升静脉。脊椎的静脉亦无瓣膜,血流呈双向性,一般注入下腔静脉。但硬脊膜外静脉丛位于疏松网状脂肪组织内,由于腹腔压力增高,血流可向相反方向流动,使硬脊膜外静脉压增高,再加某些诱因,如咳嗽、翻身、弯腰等,静脉压可急剧增加,如静脉壁发育异常,即可导致静脉壁破裂,引起硬脊膜外血肿。
腰椎的静脉又可分为四组:前组、后组、椎管内静脉丛和椎间孔—神经根管静脉丛。
前组:以腰静脉为主,在腰动脉上方,接受椎体小静脉,最后流入髂总静脉及下腔静脉。
后组:以关节间静脉和上关节静脉为主,与同名动脉伴行,接受后方附件的回流,汇入椎间孔静脉丛。
椎管内静脉丛:接受椎体后半部的回流,在椎体后面的静脉窦孔处形成粗大的薄壁静脉,横行向神经管内延伸,在椎管侧方形成纵行的椎管内前静脉丛,串珠状,从椎管内前静脉丛发出椎间静脉,进入神经根管静脉丛。
椎间孔—神经根管静脉丛:以椎间静脉(神经根静脉)和腰升静脉为主。每一腰椎有两对椎间静脉,与神经根伴行,直接接受椎弓根、上下关节突和横突浅静脉的回流。椎间静脉注入腰升静脉,下端与髂总静脉相通,上端注入奇静脉或半奇静脉。
了解腰椎血管的解剖特点,在进行腰部手术时,可以防止大量出血,如进行腰部软组织手术,不宜扩大至横突前方。做全椎板切除时,为了充分减压,特别对神经根管进行减压时,因为神经根管为骨性管道,上下各有椎间静脉通过,其前内侧有椎管内前静脉丛,外侧有腰升静脉,出口处为椎间孔,充满网状的静脉丛,只有后方为安全区。因腰椎静脉系无瓣膜,俯卧位可使腔静脉压力升高,手术时宜架空患者腹部,防止静脉血逆流至椎管内。椎静脉网一般位于椎板内面,但也有小支至黄韧带间隙,还有少数的横行、纵行或斜行的吻合支跨越黄韧带的内面。在硬脊膜外腔进行穿刺时,这些静脉网很容易受损,高位(颈3~胸4)穿刺者出血率最低,中胸部(胸5~10)出血率最高,胸10以下出血率介于两者之间。
附:椎静脉系
椎静脉系是一个独立静脉系统,是人体除了腔静脉系、肺静脉系和门静脉系以外的第4静脉系统。此系统由椎管内静脉丛、位于脊柱外的椎管外静脉丛,以及位于两者之间的椎骨内静脉两部分组成。椎管内静脉丛尤为发达,呈纵行排列,通过一些节段性侧支和胸、腹腔内静脉有广泛的吻合。整个系统无瓣膜存在,其容量为100~200mL。椎静脉系的静脉壁很薄,组织学上难以分出3层,但仍有较薄的平滑肌组织,并有少量弹性纤维和大量胶原纤维。血管口径可有一定程度改变,但不可能过度扩张。椎静脉系可调节和平衡身体不同静脉系的压力差,当其他静脉发生梗阻时,可起代偿循环通道作用。心力衰竭或门静脉高压时,椎静脉系可因血量增加而引起慢性充血,造成对神经系统的损害。恶性肿瘤的瘤栓、气栓或菌栓均可由此途径蔓延,一些盆腔的癌瘤或化脓感染容易引起椎骨转移或发生化脓性脊柱炎,均可由这种解剖基础得到解释。
六、腰部筋膜与肌肉
(一)腰部筋膜
1.浅筋膜 同相邻区域的浅筋膜层连续,有许多结缔组织纤维束与深筋膜相连,其结缔组织纤维分隔形成的小房含大量脂肪。浅筋膜层中有皮神经和皮血管,它们都是小支,发自深层的神经和血管。
2.深筋膜 骶尾区的深筋膜薄弱,与骶骨背面骨膜相结合。腰区的深筋膜分浅、深两层。
(1)深筋膜浅层 很薄弱,是一层薄的纤维膜,上续胸廓背面的深筋膜浅层,侧方连于腹前外侧壁的深筋膜,向下附着于髂嵴,并和臀筋膜相延续,内侧于人体正中平面附着到各腰椎棘突、骶中棘及连接各棘突游离端的棘上韧带上。
(2)深筋膜深层 比较发达,其较厚的纤维膜与背部的深层筋膜相连,呈腱膜状性质,两者合称为腰背筋膜或胸腰筋膜。腰背筋膜在胸背部较为薄弱,覆于竖脊肌表面,向上贯项筋膜,内侧附于腰椎棘突和棘上韧带,外侧附于肋角和肋间筋膜,向下至腰部增厚,并分为前、中、后三层。
①后层:覆于竖脊肌表面,与背阔肌和下后锯肌腱膜愈合,向下附着于髂嵴和骶外侧嵴,内侧附于腰椎棘突、棘上韧带和骶正中嵴,外侧在竖脊肌外侧缘与中层愈合,形成竖脊肌鞘,后层与中层联合成一筋膜板续向外侧方,至腰方肌外侧缘前层也加入,共同形成腹横肌及腹内斜肌的腱膜性肌肉起始。腰背筋膜后面在髂后上棘连线以上与竖脊肌总腱间隔以少量疏松结缔组织及脂肪,形成腰背筋膜下间隙,腰神经后外侧皮质穿行其中。
②中层:位于竖脊肌与腰方肌之间,内侧附着于腰椎横突尖和横突之间的韧带,外侧在腰方肌外侧缘与前层愈合,形成腰方肌鞘,向上附着于第12肋下缘,向下附于髂嵴。此层上部附于第12肋和腰1横突之间的部分增厚,形成腰肋韧带。韧带的锐利边缘是胸膜下方反折线的标志。
③前层:又称腰方肌筋膜,附于腰方肌前面,内侧附于腰椎横突尖,向下附于髂腰韧带和髂嵴后份,上部增厚形成内、外侧弓状韧带。前层在腰方肌外侧缘处同腰背筋膜中、后层愈合,形成筋膜板,由此向外侧方,是腹横肌的起始腱膜。由于腰部活动度大,在剧烈活动中腰背筋膜可被扭伤,尤以腰部的损伤更为多见,是引起腰腿痛原因之一。
腰骶部骨筋膜室是根据腰背筋膜的解剖特点及其临床意义提出的。腰部骨筋膜室前壁为腰背筋膜中层、横突及横突间韧带、椎板及黄韧带、椎间关节,后壁为腰背筋膜后层,内侧壁为棘突、棘间及棘上韧带,外侧壁为腰背筋膜中、后层在骶棘肌外缘相愈合处。骶部骨筋膜室前、内、外侧壁为骶骨后面、骶正中嵴及髂嵴后部、骶髂韧带等,后壁为腰背筋膜后层和竖脊肌总腱。两侧的骨筋膜室互不相通,骶部与腰部相比,骨筋膜室的四壁更为坚韧,缺乏弹性,无缓冲余地,当腰部外伤、过度劳累等病理状态下,竖脊肌痉挛、肿胀,可导致室内压增高。如不能及时治疗则有可能形成腰骶部骨筋膜室综合征,其结局为竖脊肌变性、坏死及纤维化。
(二)腰骶(尾)部肌肉
分布于腰骶(尾)部的肌肉有背阔肌、下后锯肌、竖脊肌、横突棘肌、腰方肌、腰大肌、腰小肌等。此外,盆壁的肛提肌、尾骨肌也在该部描述。
1.竖脊肌 又称骶棘肌,为上起于枕骨,下达骶骨的长肌,填充于棘突与肋角之间的深沟内,以一总的肌腱及肌束起自骶骨背面、髂嵴后部、腰椎棘突及腰背筋膜。肌束向上,在腰部开始分为3个纵行肌柱,外侧者叫髂肋肌,中间者叫最长肌,内侧者称为棘肌,每一部分自下而上又分为3部。
(1)髂肋肌 位于最外侧,自下而上分为3部,为腰髂肋肌、胸髂肋肌和颈髂肋肌,这3部肌肉互相重叠。腰髂肋肌起自竖脊肌的总腱,肌纤维向上,借许多肌束止于下6个肋骨肋角的下缘。胸髂肋肌起于腰髂肋肌在下6个肋角的止点的内侧,向上分别止于上6个肋角的下缘。颈髂肋肌起自胸髂肋肌在上6个肋骨止点的内侧,止于颈4~6横突的后结节。全肌虽然分为3部,但纤维互相重叠,外形上是一块肌肉。此肌通过肋骨作用于脊柱,一侧收缩时,使躯干向同侧屈;两侧收缩时,则竖直躯干。髂肋肌受脊神经(颈8~腰1)后支支配。
(2)最长肌 在髂肋肌的内侧,自下而上分为3部,即胸最长肌、颈最长肌和头最长肌。除起于总腱外,还起自全部胸椎和颈5~7横突,止于全部胸椎横突和附近的肋骨、上部颈椎横突和颞骨乳突。一侧收缩时,使脊柱向同侧屈曲;两侧收缩,能竖直躯干。胸和颈的最长肌受脊神经(颈4~腰5)后支支配,头的最长肌受脊神经(颈1~腰4)支配。
(3)棘肌 在最长肌的内侧。紧贴棘突的两侧,较上述二肌薄弱,又为胸棘肌、颈棘肌和头棘肌,胸棘肌位于胸背面中部,起自总腱和下部胸椎棘突,肌束一般越过1~2个棘突,抵止于上部胸椎棘突,颈棘肌较胸棘肌弱小,位于项部。胸棘肌伸脊柱胸段;颈棘肌伸脊柱颈段。头棘肌多与头半棘肌合并,止于枕骨下项线。棘肌受脊神经(胸2~腰1)支支配。
用肌电图研究竖脊肌运动:在舒适站立位时,竖脊肌不出现电位活动;立正时,则出现连续高幅度的电位活动;站立位脊柱前屈时,电位活动更明显增加;当躯干屈曲到临界点(手将触地)时,电位活动即行消失。在恢复直立过程中,至“临界点”时,又重新出现电位活动,说明竖脊肌有维持直立的作用;身体侧屈时,对侧竖脊肌的电位活动比同侧者明显,手持重物时电位活动更明显增加;躯干旋转时,两侧竖脊肌都出现电位活动,坐位向后仰卧及由仰卧坐起过程中,竖脊肌均无电位活动。这些事实说明,中立位时,身体重量全部传至椎体及椎间盘,竖脊肌处于相对松弛状态,当运动至极限时(临界点),重量部分落于节制韧带,肌肉重新松弛,只在活动过程中承受一部分重量。因此肌肉具有双重作用,一方面诱导管制运动,另一方面任何位置除在直立或运动极限情况下均承受重力。如韧带损伤、竖脊肌必须继续收缩来协助韧带,肌肉容易疲劳。前屈时间过久,起立时常感腰痛及发僵。此外,咳嗽时竖脊肌处于紧张状态。腰部扭伤后,竖脊肌起保护作用而痉挛。
2.横突棘肌 由多数斜行的肌束组成,被竖脊肌所覆盖。其肌纤维起自下位椎骨横突,斜向内上方止于上位椎骨的棘突。由浅入深又分为3层,即半棘肌、多裂肌、回旋肌。
(1)半棘肌 按其止点和分布位置,分为胸半棘肌、颈半棘肌和头半棘肌,颈、头半棘肌详见颈部解剖。胸半棘肌起于下位数个胸椎棘突尖,跨过4~6节脊椎骨,止于上位数个胸椎和下位数个颈椎棘突尖,为脊椎骨的旋转肌,受脊神经(胸1~11)后支支配。
(2)多裂肌 位于半棘肌的深面,为多数小的肌性腱性束,形状类似半棘肌,但较短,分布于颈4~骶2之间。在骺部,起自骶骨后面、髂后上棘及骶髂后韧带;在腰部,起自乳突;在胸部起自横突;在颈部,起自下位4个颈椎的关节突。跨过1~4个椎骨,止于上位数个棘突的下缘。肌束长短不一,浅层者最长,止于上3~4个棘突,中层者止于上2~3个棘突,深层者止于上一个棘突。多裂肌是脊椎的背伸肌,可以加大腰椎前凸,在颈、胸部,尚可以防止脊椎向前滑脱。多裂肌受脊神经(颈3~骶5)后支支配。
(3)回旋肌 位于多裂肌的深面,连接上、下两个椎骨之间或越过一个椎骨,分颈回旋肌、胸回旋肌及腰回旋肌。为节段性小方形肌,起自各椎骨横突上后部,止于上一椎骨椎板下缘及外侧面,直至棘突根部;回旋肌在胸段比较发达,每侧有11个,但数目可有变化。回旋肌受脊神经(胸1~11)后支支配。横突棘肌两侧同时收缩,使脊柱伸直,单侧收缩时,使脊柱转向对侧。
3.腰方肌 位于腹腔后壁脊柱的两侧,为长方形的扁肌。起自髂嵴后部的内唇、髂腰韧带及下方3~4个腰椎横突,肌纤维斜向内上方,止于第12肋骨内侧半下缘、上方4个腰椎横突及胸12椎体。此肌可增强腹后壁,若两侧收缩时则降第12肋,还可能协助伸脊柱腰段,一侧收缩时使脊柱侧屈。腰方肌受腰丛(胸12~腰3)支配。腰方肌位于腰背筋膜中层、深层所构成的筋膜隔室中,后邻竖脊肌,前方借腰背筋膜前层与腹横筋膜相隔,再向前方为肾、结肠、腰大肌、腰小肌和膈;在腰背筋膜前层的表面有肋下神经、髂腹下神经和髂腹股沟神经。
4.腰大肌 居于腰段椎体与横突之间的深沟内,呈纺锤状。起自胸12椎体、上4个腰椎体和椎间盘的侧面,以及全部腰椎横突。肌束向下逐渐集中,联合髂肌的内侧部,形成一个肌腱,穿过腹股沟韧带与髋关节囊之间(肌腔隙),贴于髂耻隆起的前面及髋关节囊的前内侧面下行,止于股骨小转子。此肌在髂耻隆起和髋关节囊之间,有一大的滑液囊,称为髂耻囊。此囊常与髋关节囊相交通,故髋关节囊感染时其脓液可蔓延到此囊。此肌收缩时,可屈大腿并旋外,当大腿被固定时,则屈脊柱腰段而使躯干前屈。
腰大肌受腰丛的肌支(胸12、腰1~4)支配。腰大肌起始处有一系列腱弓,腱弓与上位腰椎之间的裂隙为腰动脉、静脉和腰交感干的交通支所通过。腰大肌的上端位于膈肌后方的后纵隔内,同胸膜囊后面直接毗邻,腰大肌腹部的前外侧面覆有腹内筋膜,并关联腹膜后组织、后腹膜壁层、肾及肾血管、输尿管、睾丸(卵巢)血管、生殖股神经和腰小肌;右腰大肌的前面为下腔静脉和回肠末段越过。左侧者为乙状结肠越过。腰大肌的后面邻接腰椎横突和腰方肌内侧份,内侧方毗邻腰椎体和腰动脉、静脉。前内侧缘挨着腰交感干、主动脉淋巴结和髂外动脉。右腰大肌内侧缘为下腔静脉所覆,左侧者居腹主动脉的后外侧方。腰大肌实质的后份内有腰丛。腰大肌在肾与脊柱之间起缓冲作用,它将输尿管同腰椎横突尖隔开。包被腰大肌的筋膜是髂筋膜,它是腹内筋膜的一部分。外侧方与覆盖腰方肌前面的腰背筋膜前层融合。髂筋膜内侧附于腰椎体、椎间盘和骶骨上部,由此构成腰大肌鞘。腰大肌鞘甚坚实,胸、腰椎结核的脓液向下进入鞘内以后,可顺此流向股部。髂筋膜在腰大肌上份表面增厚形成腰肋内侧弓(内侧弓状韧带),其内侧方续膈脚,并附至腰1、腰2椎体侧面,外侧方连于腰1横突前面,有膈肌纤维自弓的全长起始。腰大肌和腰方肌之间存在着沟状间隙,称为腰大肌间沟或腰大肌肌沟。间隙的前壁是腰大肌及其筋膜,后壁是腰方肌、腰椎横突及横突间韧带,内侧壁系腰椎椎体、椎弓根和椎间孔。间隙内有腰丛和骶丛的神经通行,自上而下是髂腹下神经、髂腹股沟神经、生殖股神经、股外侧皮神经、股神经、闭孔神经和腰骶干,后者与骶2、骶3神经结合组成坐骨神经。在腰4椎体平面的间隙内,外侧是股外侧皮神经,前方为股神经、闭孔神经及生殖股神经,内侧系腰丛和坐骨神经,后方则有骶丛所发的分支。这样,就在腰4、腰5横突平面存在着一组支配下肢的神经,由外向内先后为股外侧皮神经、股神经、生殖股神经、闭孔神经和腰骶干。
当大腿过伸时易造成腰大肌的牵拉性损伤,导致肌肉痉挛和肿胀,嵌压其邻近神经,尤其是腰大肌外侧缘穿出的髂腹下神经、髂腹股沟神经、股外侧皮神经,以及从肌前面穿出的生殖股神经。由于这些神经较细小,抗压能力弱,在肌肉内的走行较长,故容易受压迫,这些神经的受压可导致其分布范围的放射性疼痛。如压迫髂腹下神经可引起腹部胀痛、隐痛或牵涉痛;压迫髂腹股沟神经和生殖股神经可引起腹股沟、会阴部的坠胀痛,压迫交感干则可出现胃肠道症状;自腹后壁皮肤至腰大肌间沟的深度,一般在5~7cm之间。进针至腰大肌间沟内,注入局麻药液,可阻滞上述神经。穿刺点在腰3/4棘突间向下3cm,旁开5cm处,或腰5棘突上缘旁开3.5~4cm处。
5.腰小肌 此肌在低等哺乳动物较为发达,在人类出现率为1/2左右,经常在两侧出现,肌腹很小,呈梭形,肌腱较长,位于腰大肌的前面,上端起自胸12椎体及腰1椎体的侧面,下端止于髂耻隆起,并以腱移行于髂筋膜和耻骨梳韧带。此肌收缩时,使脊柱腰段屈向同侧(与腰大肌共同作用),并紧张髂筋膜。腰小肌受腰丛的肌支(腰1~2)支配。
6.肛提肌 位于骨盆底的成对扁肌,向下向内左右连合成漏斗状,封闭骨盆下口的大部分,由肛神经及阴部神经(骶2~4)支配。肛提肌或其神经的损伤、可能导致大便失禁、直肠脱垂或女性生殖道脱垂、会阴疝等。
7.尾骨肌 位于肛提肌后方,紧贴骶棘韧带的上面,起自坐骨棘盆面,向后呈扇形分开,止于尾骨及骶骨下部的侧缘。尾骨肌参与构成盆底,承托盆腔脏器,并对骶骨和尾骨有固定作用。单侧收缩时,可使尾骨向前外侧运动;两侧同时收缩,则可使尾骨向前移动。由于骶尾关节在中年以后常常骨化成不动关节,故尾骨肌也因而失去运动关节的作用。由骶神经前支(骶4~5)支配。尾骨痛多由于附着于骶、尾骨外侧缘的肌肉痉挛性收缩所致。
(侯岩珂)