頸椎間孔韌帶的解剖特點及其臨床意義

余盛，龐清江

1.寧波大學，浙江 寧波 315211；2.中國科學院大學寧波華美醫院骨科，浙江 寧波 315000

神經根型頸椎病是臨床常見疾病，可引起上肢感覺或運動障礙，其病因可能是神經根受到各種直接機械壓迫[1]。神經根自硬膜囊發出后向外下方走行，經椎間孔出椎管，椎間孔內軟組織增生、肥厚、粘連等病理改變均可使經過該處的神經根受到壓迫，導致出現相應的臨床癥狀如放射性上肢疼痛、麻木或無力等。想要更清楚地了解神經根卡壓的機制，需要對頸椎間孔區域進行更加深入的解剖學研究。掌握頸椎間孔韌帶的解剖特點有助于提高神經根型頸椎病的診斷和治療水平，在該區域手術操作時盡可能地減少醫源性損傷。有關胸腰椎（T1～5）的椎間孔韌帶研究證明其韌帶起到限制神經根移位并防止拉傷的作用[2～4]。然而，目前關于頸椎間孔韌帶的研究尚少。本文結合國內外文獻資料，對頸椎間孔韌帶的相關知識作一綜述。

1 頸椎間孔解剖境界

椎間孔是骨性結構，有神經、血管、韌帶等通過。頸椎間孔的上下邊界是相鄰的椎弓根，前方是鉤椎關節后外側、椎間盤和上位椎體的下部，后方是內側關節突關節和關節柱鄰近部分。椎間孔位于頸椎神經根溝的內側（椎弓根）區，神經根從硬膜內到椎外穿行過程中將椎間孔分為3個解剖區：入口區（椎間孔的內半部）、中間區（實際上的椎間孔）和出口區（椎間孔的外半部）。椎間孔呈漏斗狀，入口區最窄，從中央鞘囊起始處最大，其長度和方向隨相應椎弓根的寬度和方向而變化。神經根壓迫主要發生在椎間孔的入口區[5,6]。椎間孔的橫截面積隨頸椎的屈伸而變化，屈曲會導致椎間孔區域擴大，反之，伸直會導致椎間孔區域縮小[7,8]。椎間盤退變也會影響椎間孔的大小，Lu等[8]研究發現椎間盤間隙每縮小1 mm，椎間孔面積會減少20%～30%；若椎間盤間隙縮小2 mm，椎間孔面積將縮小30%～40%。

2 頸椎間孔韌帶分類

椎間孔韌帶（foraminal ligament）分為椎間孔外韌帶（extraforaminal ligament，EFL）及椎間孔內韌帶（intraforaminal ligament，IFL）。

2.1 椎間孔外韌帶（EFL）

在各個頸椎水平可以觀察到EFL，其將神經根附著在相鄰的橫突、椎間盤和椎體上，限制神經根的張力，并將神經根集中在孔內。椎間孔外韌帶分為經椎間孔韌帶（transforaminal ligament，TFL）和放射韌帶（radiating ligament，RL）。

2.1.1 經椎間孔韌帶（TFL）椎間孔外側區域的腹側通常有膜樣物質覆蓋，尤其是在C5～6和C6～7椎間孔。一般情況下，TFL似乎凝聚在膜樣物質中，很容易與纖維樣覆蓋物區分開來[9]。通常來說，單一椎間孔內至少包含一條TFL，其位于頸神經根的腹側，起自上位椎體橫突前結節的下前緣，插入下位椎體橫突前結節的上緣。然而，在下頸椎水平如C8，TFL起自上橫突前結節，插入頸椎體和椎間盤的前外側表面。TFL的背側松散地附著在脊神經鞘上，在多數情況下，TFL極大地減少了可供神經根使用的空間[10]。有學者根據TFL的空間走行方向，將其分為兩種類型：①TFL的方向垂直于神經根，且在每個水平上比較常見；②TFL與神經根呈斜行，在下頸椎很少見[11]。從C2～3到C7～T1椎間孔，這些韌帶的長度、寬度和厚度逐漸增加，TFL的形態從薄膜狀結構逐漸過渡為厚而堅固的纖維結締組織，在C6～7和C7～T1椎間孔內呈現為粗壯的結締組織纖維。

2.1.2 放射韌帶（RL）神經根在椎間孔外通過RL與相鄰的橫突前后結節及椎間孔壁相連。RL可分為腹側上、腹側、腹側下、背側上和背側下幾個部分。腹側上部起源于橫突前結節外側緣，在神經根的上方插入脊神經鞘；背上部起自橫突的背側部分和關節突關節囊，于背側與脊神經附著，插入神經根鞘；背下部起源于下橫突后結節和關節突關節囊，并插入神經根背側的神經鞘中；腹下部起自TFL，從下橫突前結節外側緣穿過神經根的腹側并插入脊神經鞘。所有RL錨定脊神經并插入脊神經鞘中[11]（圖1）。脊神經被一系列放射韌帶像輪轂一樣固定著，背側RL最粗、最強，而腹側最弱、最薄。各節段可見RL，不同節段RL數目有較大的差異。在C1～2椎間孔中，通常只有1～2條，然而在C4～T1椎間孔中，這些韌帶的數量通常是4～6條，有些單獨的節段包含多達11條韌帶[9]。

圖1 椎間孔外韌帶示意圖1.經椎間孔韌帶 2.上放射韌帶 3.前放射韌帶 4.后放射韌帶5～8.下放射韌帶Fig.1 Schematic diagram of the extraforaminal ligament1,transforaminal ligament(TFL);2,superior radial ligament;3,anterior radial ligament;4,posterior radial ligament;5,6,7,8,lower radial ligament

2.2 椎間孔內韌帶（IFL）

頸椎所有節段的椎間孔具有IFL。頸椎間孔的橫截面類似于自行車輪，神經根位于椎間孔中心，周圍的韌帶似拉動神經根的輻條，使神經根與每個椎間孔周圍的骨膜呈放射狀連結。在椎間孔內，大部分IFL與神經根成直角相交。頸椎IFL的形狀從結締組織束到完整的膜不等，以薄而條狀的韌帶占多數，較粗的一些IFL似乎是纖維膜狀結構增厚所致，這些韌帶松散地分布在神經、血管之間。C1/2～C3/4椎間孔的IVF相對較少、較薄，而C4/5～C6/7的IVF的韌帶較硬、較厚。根據IVF的形態和位置，分為入口區韌帶和中間區韌帶。①入口區IVF：在IVF的入口區，這些韌帶分布在神經根周圍，最常見的附著點包括后方的關節突關節囊、下椎弓根上緣、上椎弓根下緣和椎間盤后部。IVF被膜性結構包圍，切開膜性結構后可見纖維索組織。IVF具有一定的張力，可使神經根相對于椎間孔內緣向不同方向拉動。入口區IFL的數量在不同個體之間沒有顯著差異，但在不同的水平上有相當大的差異。在C1～2椎間孔中，通常只有一條或兩條入口區IVF。然而，在C4～T1的椎間孔中，這些韌帶的數量通常是4～7條。②中間區IVF：在頸椎各節段的椎間孔內可見中間區IVF。它們大多是細的繩狀纖維組織，彼此交織在神經根周圍，在充填有脂肪的椎間孔內松散地附著于神經根和血管壁上。在C4～T1水平中間區IVF較為粗厚，常有脊椎節段動脈穿過（圖2）[12]。

圖2 椎間孔內韌帶示意圖椎間孔內韌帶（紅色箭頭）將神經根向前連接于椎間盤，向下連接于椎弓根，向后連接于關節突關節囊，節段性動脈穿過這些韌帶Fig.2 The picture and schematic diagram of intraforaminal ligamentThe IFL (red arrow)connects nerve roots anteriorly to the intervertebral disc,inferiorly to the pedicle,and posteriorly to the facet capsule,where segmental arteries pass through these ligament

3 頸椎間孔韌帶的生物力學研究

人體的日?；顒訒е录股窠浭艿綘坷璠13]，椎管內多種韌帶結構保護神經根防止從脊髓中拔出[14]。Grimes等[15]在軸向拉伸的生物力學實驗中發現腰椎EFL能顯著增強神經根抵抗外力的能力，且這種能力從L3到L5逐漸增強。Perett等[16]描述了一種能將神經根拉向周圍椎間孔壁的纖維組織，并認為這些纖維附著物可以保護神經根免受牽引性損傷。Zhao等[17]通過對頸神經根施加軸向載荷發現，當載荷在2000 g以內時，放射韌帶吸收大部分施加于神經根上的張力，使內側神經根段的移位率明顯低于外側神經根段，而載荷增加到3000 g時，只有C5神經根的移位率有顯著差異。在這負荷范圍內，EFL對C5神經根尚有保護作用，而對C6、C7、C8神經根保護作用明顯減弱，這與大多數作者認為C5神經根不易發生單純性根性撕脫的觀點一致。切斷頸椎間孔的放射韌帶后，神經根的移位發生了明顯的變化，尤其是切斷下方的放射韌帶時，神經根的移位變化最為明顯，然而，當切斷TFL后，神經根移位的變化可以忽略不計。Lundbord等[18]通過上肢神經張力測試（ULNTT）研究頸神經根的位移和應變，認為，EFL限制神經根的位移和張力。當對神經根施加縱向牽引力時，EFL近端神經根移位小于遠端神經根移位，且切斷EFL會增加頸神經根的位移和應變。此外，椎間孔內神經、血管在張應力下也會受到損害。當神經暴露于6%應變時，動作電位波幅下降70%，而12%應變可完全阻斷動作電位振幅；在8%的應變下會出現靜脈血流量減少，在15%的應變下會出現完全的內循環停止。該研究發現在保留完整的椎間孔韌帶的ULNTT過程中，頸神經根的應變低于12%，表明這些韌帶可能會防止緊張事件中頸神經根的動作電位傳導和血流受阻。當上肢和臂叢神經受到張力時，頸椎的椎間孔韌帶會阻止頸神經根的移動，保護神經免受損傷[19,20]。

4 頸椎間孔韌帶的影像學研究

對于椎間孔壓縮試驗和臂叢牽引試驗陽性但常規影像學檢查未發現異常的神經根型頸椎病患者，應考慮頸椎間孔韌帶在病變中的可能作用。研究頸椎間孔韌帶的影像學表現可提高相關疾病的診斷和治療水平，具有重要的臨床意義。Lee等[21]通過磁共振三維快速成像技術（3D-FIESTA）掃描頸椎間孔發現，放射韌帶和神經根顯示出相似的（高強度）信號，而經椎間孔韌帶顯示出低信號且表現為線狀結構。這種差異可能與兩種韌帶的組織成分相關。放射韌帶相對疏松，主要由疏松結締組織組成，液體含量較高，因此在3D-FIESTA序列掃描中顯示高強度液體信號。相比之下，TFL纖維密度較高，液體組分較少，在3D-FIESTA序列掃描中顯示低強度信號（圖3）。磁共振三維快速成像技術可以清楚地顯示韌帶與神經根之間的密切關系，具有很高的臨床價值。腰椎的椎間孔韌帶亦可通過CT和磁共振成像來識別[22]。椎間孔韌帶的有效診斷成像技術也將為評估椎間孔韌帶與頸神經根病和放射性上肢疼痛的關系研究奠定基礎。CT和磁共振成像研究可以直觀地顯示椎間孔和神經根之間的密切關系。對于無明顯壓迫因素的神經根型頸椎病患者，應常規行矢狀面和橫斷面椎間孔薄層三維重建。

圖3 頸椎間孔韌帶實物圖及影像表現A：尸體標本觀測C6～7經椎間孔韌帶 B：軸位T2 W 圖像 C：斜矢狀位MRI D：三維重建后冠狀位掃描 紅色箭頭代表經椎間孔韌帶Fig.3 The specimen picture and images performance of intercervical foraminal ligamentA:C6～7 transforaminal ligament(TFL);B:axial scan;C:oblique sagittal scan;D:coronal scan after 3D reconstruction;The red arrow in the T2W image represents the TFL in the anatomical image.TFL showed low-intensity on T2W

5 頸椎間孔韌帶的生理意義

研究人員已經確定腰椎間孔韌帶限制腰骶神經根的移位和拉傷[23～25]，而頸椎間孔韌帶的大小、形狀和方向與腰椎、胸椎椎間孔韌帶相似[10,26,27]，因此可以假設頸椎的椎間孔韌帶也以類似的方式發揮作用。Arslan等[11]認為，TFL由于其特殊的形態，它們將神經根保持在椎間孔的中心，但不能保護神經免受牽拉傷。根據TFL與頸神經根的密切解剖關系，TFL很可能是神經根型頸椎病的潛在原因。TFL壓迫神經根的機制可能有兩種：①隨著椎間盤高度降低，TFL向下移動從而壓迫神經根；②TFL的病理性改變，如退變伴有鈣化、骨化或增生，使得TFL在椎間孔內占據了更多的空間，由于椎間孔的邊界是由骨和堅硬的結締組織形成，椎間孔內神經根周圍沒有充裕的緩沖空間，病理性的TFL會直接壓迫神經根。TFL與神經根之間的解剖關系和病理改變，可能是大多數椎間孔狹窄情況下神經根受壓的原因之一。如果神經根型頸椎病的實施減壓手術失敗，應注意經椎間孔韌帶；如有病理性TFL存在，行經椎間孔內鏡剝離TFL術則可使神經根受壓得到緩解。而放射韌帶的功能是將頸椎神經固定在中央，保護脊神經不受壓并減少縱向張力，使得脊神經可以在椎間孔中自由移動。當受到牽引時，很大一部分牽引力量可以被放射韌帶轉移。從另一角度來講，切除放射韌帶可能有助于對臂叢神經進行減壓和松解，不失為治療臂叢神經根性撕脫傷的一種較為有效的手術方法。

脊神經根周圍的IFL最早是由Hofmann發現，他觀察到脊神經通過神經根管中的一些堅韌的纖維組織與周圍椎管壁的骨膜相連[28]。Spencer等[29]將其命名為“外側Hofmann韌帶”，他們認為這些韌帶能防止脊神經在椎間盤突出時向后方移動。頸椎IFL與神經根之間的交叉點幾乎垂直，且韌帶比椎間孔外區域的韌帶薄，它們抵抗外力拉動神經根的能力相對較弱。然而，因其數量眾多且交織網絡，椎間孔內韌帶形成的合力將神經根固定在每個孔的中心，這對于保持該神經根位置很重要[30]。在椎間孔內，椎間孔內韌帶與周圍的脂肪組織共同支撐神經根，并保護神經根不與周圍的組織接觸。使得頸椎在屈曲，伸展，左右彎曲或軸向旋轉過程中，神經根與周圍組織之間的摩擦力大大降低。因此，在生理條件下，頸椎的正常運動不會引起神經根損傷或臨床癥狀。在整個運行機制中，頸椎間孔內韌帶與其他組織一樣重要，當神經根移動時，這些韌帶在椎間孔內的缺失會增加神經根與周圍組織之間的摩擦力。椎管狹窄或術后瘢痕組織會導致椎間孔變窄，這些變化會共同阻礙神經根的正常機械運動，增加它們在運動時的摩擦力，從而導致疼痛。手術后或退行性頸椎病患者的疼痛或神經功能障礙癥狀都有可能是由于椎間孔內韌帶的損傷造成的。頸椎手術很多是在頸椎間孔區域進行，頸椎間孔同時也是放射科醫生最常進行注射的部位。外科醫生必須充分了解頸椎間孔的解剖，才能進行最佳的外科手術。

綜上所述，這一解剖學知識可以幫助脊柱外科醫生更好地了解頸椎間孔韌帶與頸神經根之間的關系。放射韌帶可作為抵抗牽引的保護機制，并對神經在椎間孔內的定位起重要作用，而TFL可能是神經根型頸椎病的潛在原因。在生理條件下，IFL可作為神經根的保護性結構，將神經根放置和支撐在椎間孔內的最佳位置，保護神經根避免與周圍組織摩擦。然而，目前尚無研究報道IFL的力學分析。未來的醫學生物力學實驗有望提供更多關于椎間孔韌帶強度的客觀數據，進一步闡明其臨床意義。并可通過進一步的組織學研究，如特異性免疫組織化學染色，來明確這些韌帶的神經支配。此外，研究具有明確病理基礎的大體標本的椎間孔韌帶的生物力學作用可能有助于更好地理解椎間孔韌帶與神經根型頸椎病之間的關系。同時，研究人員應該檢查椎間孔韌帶內是否含有傷害性感受器，以及在壓力下是否能夠對傷害性刺激產生傷害性信號，以闡明它們在神經根病理中對疼痛產生的效應。