[摘 要] 目的:手術顯微鏡和光學顯微鏡下觀察尸體頸椎后縱韌帶和椎內前靜脈叢形態學,探討硬膜外型頸椎間盤突出癥(ECDE)發生的解剖學原因。方法:采集10具經甲醛泡過的尸體和維內前靜脈叢頸段脊柱標本,手術顯微鏡下觀察后縱韌帶分層、起止點和走行;觀察頸椎椎內前靜脈叢的位置和分布。光鏡下觀察后縱韌帶中椎內前靜脈叢的組織學結構。結果:頸椎后縱韌帶分3層,淺層纖維跨越數個椎間隙,分為中央縱向走行部分和兩側擴張部分;中層為縱行纖維,跨越單個椎間盤,起于上一椎體靜脈孔下方,止于下一椎體靜脈孔的上方;深層纖維起于與間盤相鄰的椎體后緣。頸椎間盤后方中央區有3層后縱韌帶纖維覆蓋,旁中央區只有2層纖維覆蓋,椎內前靜脈叢縱行于其間。結論:頸椎椎間盤后方旁中央區是薄弱區,這可能是部分ECDE發生的解剖學因素,正確認識椎內前靜脈叢的解剖學特點有助于臨床醫生術中止血,減少神經副損傷。
[文獻標志碼] A
[文章編號] 1671-587Ⅹ(2015)05-0986-04 DOI:10.13481/j.1671-587x.20150519
[收稿日期] 2015-02-02
[基金項目] 山西省科技廳科技攻關項目資助課題(20140313014-2)
[作者簡介] 尹利強(1974-),男,山西省晉城市人,副主任醫師,醫學碩士,主要從事脊柱外科基礎和臨床方面的研
究。
[通信作者] 朱慶三,主任醫師,博士研究生導師(Tel:0431-84633117,E-mail:zhuqs@jlu.edu.cn)
Morphology of cervical posterior longitudinal ligament and anterior intervertebral venous plexus under microscope and their clinical significances
YIN Liqiang 1,2,NIE Xinfu 2,QIN Haijiang 2,LI Jinhui 2,CAI Xiangwei 2,WU Yonggui 2,
YANG Qing
2
,ZHU Qingsan
1
(1.Department of Orthopaedics,China-Japan Union Hospital,Jilin University,Changchun 130033,China;2.Second Department of Orthopaedics,People’s Hospital,Jincheng City,Shanxi Province,Jincheng 048000,China)
Abstract:Objective To explore the anatomic cause of the epidural cervical disc extrusion(ECDE)by observing the morphology of cervical posterior longitudinal ligament(PLL)and anterior intervertebral venous plexus under surgical microscope and light microscope.Methods Whole cervical spinal columns from C2to C7were collected from 10formalin-fixed human adult cadavers of Chinese origin.In 10columns,the block laminectomy was done.The layers,orientation and distribution of the cervical PLL were observed and the cervical anterior intervertebral venous plexus was observed under surgical microscope and light microscope.Results The cervical PLL was made up of three layers.There were the fibers of superficial layer on the back of the vertebral bodys across several intervertebral spaces.The superficial layer were divided into two portions,logitudinal and oblique fibers.The logitudinal fibers covered on the back central section of the intervetebral disk annulus fibrosus.The deep fibers exposed from the back lower edge of one vertebral body to the back superior edge of inferior adjacent vertebral body,covering on the back of the intervertebral disk.Between the superficial fibers and the deep fibers,there were the
middle part of longitudinal fibers,which crossed a single disc,arising from the bottom bone of one vertebral body veins hole,inserting in the top bone of the inferior adjacent vertebral veins hole.All of the three layers coverd over the back middle part of the posterior annulus fibrosus,otherwise there were only two layers covering on the back lateral-middle part of the posterior annulus fibrosus.The cervical anterior intervertebral venous plexus was embedded between the superficial and deep layers of the cervical PLL in the lateral-middle area on the back of the cervical intervertebral disc which was relatively weaker than the middle area.Conclusion There is a weak area behind the paracentral area side of the cervical intervertebral disc,which may constitute a part of anatomic factors producing ECDE.Understanding the vertebral venous plexus anatomical features could help clinical doctors control intraoperative bleeding and reduce the rate of nerve damage.
Keywords:cervical spine;disc extrusion;epidural;posterior longitudinal ligament;anterior intervertebral venous plexus
頸椎間盤纖維環破裂、髓核游離至后縱韌帶后方、壓迫頸髓和神經出現系列臨床癥狀統稱為硬膜外型頸椎間盤突出癥(epidural cervical disc extrusion,ECDE) [1]。國內外研究 [2-6]多聚焦在該病的診斷和手術治療方面,少有關于發病機制的研究。多數ECDE患者術前MRI觀察到后縱韌帶的完整性被破壞,突出物游離至后縱韌帶中央后方 [6]。但是部分ECDE患者術前MRI未發現后縱韌帶破裂征象,有時表現為雙峰狀突出至后縱韌帶兩側,術中探查后縱韌帶完整 [2,5]。這些患者術前容易漏診、誤診,術中只有切除后縱韌帶方能找到并切除突出髓核,否則手術減壓不徹底可能影響術后療效。目前尚無關于頸椎后縱韌帶與該病發病機制的相關性研究,為此本研究觀察后縱韌帶的層次排列等形態學表現,旨在為ECOE的臨床診治提供幫助。
1 資料與方法
1.1 標本制備
采集10具經甲醛浸泡過的成人尸體,男性7具,女性3具,均為中國人,具體死亡年齡不詳,排除腫瘤和畸形等疾患。整塊狀采集頸段脊柱,上至頸2椎體(C2)上緣下至頸7(C7)/胸1椎間盤及關節突下緣。尖刀和咬骨鉗去除頸段脊柱周圍的肌肉和筋膜組織,椎板咬骨鉗行整塊狀椎板切除,切除橫突去除后方結構,確認椎體外界。
1.2 主要儀器
手術顯微鏡:ASOM-3A型,購自成都科奧達光電技術有限公司,放大3~8倍。醫用光學顯微鏡:購自德國ZEISS公司,放大5~20倍。顯微手術器械:購自張家港市奧斯卡醫療器械有限公司。
1.3 觀察方法
1.3.1 手術顯微鏡下觀察后縱韌帶、椎間盤后纖維環和椎內前靜脈叢形態 使用顯微外科器械解剖剝離韌帶,觀察各層走行、起止,直到露出纖維環,同時觀察椎間盤后纖維環形態、椎內前靜脈叢的位置和分布,照相記錄。見圖1 (插頁三)。
1.3.2 光學顯微鏡下觀察后縱韌帶形態和椎內前靜脈叢 使用骨刀橫斷每個椎體腰部中央,制成包含上下各半個椎體和中間椎間盤在內的骨組織塊,再用骨刀縱行沿椎體正中矢狀位將每個骨組織塊切成2部分,這樣共獲得50個骨組織塊,每個組織塊包括上下各1/4個椎體和中間半個椎間盤。使用咬骨鉗和刮匙小心剔除頭尾兩側的骨質直至接近終板,獲得包含椎間盤及上下方少許椎骨和完整后縱韌帶的骨組織塊。所有50個骨組織塊均行光鏡觀察。常規石蠟包埋,其中25個骨組織塊平行間盤連續切片,另25個組織塊垂直間盤矢狀為連續切片,層厚10μm,每10張中取1張,行HE染色,歐林帕斯顯微鏡下觀察,照相記錄。
2 結 果
2.1 手術顯微鏡下觀察頸椎后縱韌帶形態學
淺層纖維跨越數個椎間隙,分為中央縱向走行部分和兩側擴張部分,其中兩側擴張部分斜向走行,與椎弓根和神經根鞘相連。見圖2 A(插頁三)。中層為縱行纖維,跨越單個椎間盤,起于上一椎體靜脈孔下方,止于下一椎體靜脈孔的上方,與淺層后縱韌帶連接疏松,用顯微器械可以很容易剝離。見圖2 B(插頁三)。深層纖維起于與間盤相鄰的椎體的后緣,與起止于纖維軟骨終板的Sharpey纖維(被認為是纖維環的外層)不同,光鏡下的組織切片觀察可以將二者得以區分。深層纖維跨越單個椎間隙,亦分為中央縱向走行部分和兩側擴張部分,其中兩側擴張部分斜向走行,連接至鉤椎關節后方。見圖2 C(插頁三)。
2.2 光學顯微鏡下觀察頸椎后縱韌帶形態學
頸椎間盤后方中央后縱韌帶纖維縱行走向,結構致密,排列有序;而在旁中央后縱韌帶斜行走向,結構松弛,排列稀疏,內有疏松結締組織填充。見圖3 (插頁三)。
2.3 手術顯微鏡下和光學顯微鏡下觀察頸椎椎內前靜脈叢的位置和分布
在顯微鏡下剝離去除后縱韌帶淺層,可以看到沿椎管前方兩側潛行的椎內前靜脈叢,從兩側向椎體后方中央處匯合,經椎體靜脈孔進入椎體內松質骨髓腔,見圖4 A(插頁三)。同時在光學顯微鏡下也觀察到:在接近鉤突處,后縱韌帶松弛,層間有許多血管叢走行,見圖4 B(插頁三)。
3 討 論
3.1 頸椎間盤后外側薄弱區概念的解剖學依據和臨床意義
頸椎與腰椎解剖學特點不同,頸椎間盤后緣與同間隙的神經根相隔有鉤椎關節,椎間盤并不能從側方突出壓迫神經根,椎間盤后方正中為后縱韌帶,相對較堅強,間盤突出也不易發生。因此臨床上頸椎間盤突出癥的發病率低,為全部椎間盤突出癥的4%~6%,為腰椎間盤突出癥的十分之一 [8]。ECDE發病率更低,常用前路椎間盤切除治療該病,療效顯著 [1,6-7]。該病有獨特的MRI表現 [5],部分患者可見突出物穿破后縱韌帶影像,術中探查后縱韌帶有破裂口 [6]。另外一些患者術前MRI顯示突出物在后縱韌帶后方或突出物呈雙峰狀,術中探查后縱韌帶完整,這時往往需要切除后縱韌帶方能找到游離髓核,徹底減壓 [7-9]。
本研究觀察到,頸椎后縱韌帶更趨于分3層而非傳統教科書所說的2層,這與Mercer等 [10]研究新鮮尸體標本時觀察到的結果一致。本研究中,手術顯微鏡下觀察到頸椎間盤纖維環后方中央區有3層后縱韌帶縱行纖維覆蓋,椎間盤后方旁中央區有深淺2層纖維斜向外下走行,無中層纖維覆蓋。光鏡下組織切片證實:在頸椎纖維環后方中央區,后縱韌帶結構致密,排列有序,韌帶內未見疏松結締組織填充;在頸椎纖維環后方旁中央區,后縱韌帶結構松弛,排列稀疏,韌帶內有疏松結締組織填充。因此本文作者提出薄弱區的概念,即在頸椎間后方旁中央處至鉤椎關節內側區域存在解剖學上的薄弱區域。本文作者推測:屈曲應力下髓核可能會從旁中央區突出、游離至后縱韌帶后方直接壓迫硬膜囊,或突破旁央區向側方游離至鉤椎關節后方壓迫同側神經根,引起相應的臨床癥狀。這或許可以是頸椎間盤由雙側薄弱區突出后MRI呈雙峰狀表現(圖5 ,見插頁三)的解剖學原因,進一步可以解釋術中探查后縱韌帶中央處完整無破裂口的現象。提示若臨床手術中遇到該情況,應該果斷積極地切除后縱韌帶,探查硬膜外腔,取出游離髓核,方能取得理想的減壓效果。
本研究觀察到后縱韌帶淺層整體覆蓋椎管前壁,椎間盤層面向兩側覆蓋至間盤外緣鉤突處,椎體層面覆蓋至椎弓根內緣,所以淺層的具體寬度只能參考骨性標志,無法精確測量,關于頸椎骨性結構測量已經有文獻 [11-12]報道,因此未納入本研究范疇。實驗中肉眼和手術顯微鏡下均可見淺層的中央束光亮致密,考慮其為中央區,這部分后縱韌帶的測量也有相關文獻 [7,13]報道,本課題組也測量了其寬度。關于中央區所占比例并未做進一步測量計算,這是本研究欠缺之處,將在后續研究中進一步深化。
頸椎前路手術椎間盤切除時多采用逐層刮出間盤和逐層切除后縱韌帶的方法,導致間盤及韌帶完全碎裂,手術中不容易獲得椎間盤和后縱韌帶整塊復合組織,因此本研究的結論難以獲得相關的臨床病理解剖學支持。為此本課題組后續研究將設計采用特殊圓鉆在臨床中使用,以期獲得整塊狀樣本進行病理學觀察。
3.2 椎內前靜脈叢形態學及其臨床意義
Kubo等 [14]在研究中行前路椎體和間盤切除,由靜脈叢的前方觀察。與Kubo等 [14]的觀察方法不同,本研究切除椎板后由靜脈叢的后方進行觀察。本研究結果證實:椎內前靜脈叢位于后縱韌帶淺層下而非硬膜外腔。與Kubo等 [14]描述的情況一致,國內一些學者 [15]也有相似描述。目前認為:椎內前靜脈叢位于硬膜外腔,值得商榷。本研究結果提示:在頸前路椎間盤切除手術時,由于淺層后縱韌帶的保護,如果切除深層后預先對兩側椎內前靜脈叢使用雙極電凝止血,則不但不會損傷神經,而且可保證術野清晰。清晰的術野可避免損傷靜脈叢后再止血時因術野不清、胡亂壓迫止血導致醫源性神經副損傷發生的可能,亦可減少手術醫師的重復操作,縮短手術時間。
本研究雖然證實后縱韌帶分層之間有縱行較為粗大的縱行血管走形,但是難以計算光鏡下血管覆蓋率,這與本研究組織塊大小有關聯。由于頸椎、間盤和后縱韌帶復合骨組織塊太大,實驗中無法整塊用蠟塊包埋,只能經椎體中央椎弓根平面行橫切,再經椎體中央后緣矢狀面縱刀切開,取得多枚小骨組織塊,再蠟塊包埋。由于切骨過程存在難以具體計算的組織損耗量,因此本實驗只能獲得椎管內前靜脈的分布結構圖,無法精確化計算覆蓋比率,這也是本課題設計的不足之處。
綜上所述,本文作者提出頸椎間盤后方解剖學薄弱區的概念,該薄弱區可能是部分ECDE發生的解剖學因素,正確認識椎內前靜脈叢的鏡下形態學特點有助于脊柱科醫生手術中及時止血,減少神經副損傷。由于本實驗尸體來自實驗室,尸源復雜,死亡年齡結構不祥,無法進行年齡分層分析,尸體數量少,可能存在偏倚,這是本實驗的不足之處,因此所得結論有待將來大樣本實驗的證實。