三、病 理
各腰椎椎孔相连成椎管。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;后外侧为关节突。椎管内容物在L1~2间隙以上为脊髓圆锥,L1~2间隙以下为硬膜囊,其内包含马尾神经和脑脊液。各神经根自硬膜囊发出后在椎管内的一段称为神经根管,以后分别自相应椎间孔穿出。构成椎管的每个部分如有病变,均可导致椎管狭窄。椎管退行性变始于椎间盘。由于椎间盘随着年龄增长而发生生理性退变,退变的主要原因是椎间盘组织脱水和构成髓核的主要成分——蛋白多糖减少,致髓核胶原化,失去弹力和膨胀性,从而使椎间盘逐渐变薄,椎间隙变窄,继而出现该间隙上下椎体相应处发生致密和硬化以致骨赘形成。由于椎间隙狭窄,使椎体后外侧处的纤维环和后纵韧带形成皱襞隆起,突向神经根管的底部,相应的上下关节突,因椎间隙的狭窄而分别向上下滑移,尤其是上关节突的前缘和内侧缘就更加与上述之皱襞隆起靠近,以致更加重了神经根管的机械性梗阻从而压迫神经根。
(一)骨赘形成
是腰椎退变过程中逐渐形成的一种适应性稳定结构,由于多发生于椎体后外侧,故易侵犯神经根通道,导致神经受压。
椎体骨赘增生可分三度:Ⅰ度为轻度,只是在椎体边缘有少量的骨性突起,小关节面边缘毛糙,但无形态改变;Ⅱ度为中度,椎体边缘有唇状骨性突起,但椎体外形无明显改变,小关节突呈扇形增生,小关节间隙存在;Ⅲ度为重度,椎体肥大变形,大量骨质增生,骨桥形成。
(二)黄韧带肥厚
黄韧带是腰椎管的组成部分,也是引起腰椎管狭窄的最常见原因。黄韧带在椎管内分两部分,内侧部位于椎板之间,正常厚度平均为4mm,参与构成中央椎管的后壁和后外侧壁;外侧部正常厚度平均为2mm,参与组成中央椎管侧壁、侧隐窝和椎间孔的后壁。脊柱退变时,可使黄韧带增厚至7~8mm,甚至10mm,一般将6mm作为黄韧带增厚的最低标准。故黄韧带肥厚可以影响椎管孔径的大小。当黄韧带内侧部肥厚,使中央椎管矢状径变小;外侧部肥厚,常导致神经根管狭窄,神经根受压;使内外侧弥漫性肥厚则中央椎管矢状径和横径均狭小,同时神经根管也狭小。
Nachemson报道正常黄韧带中弹力纤维与胶原纤维分别占70%和30%。Yonghing测量结果是弹力纤维占80%,胶原纤维占20%。因而黄韧带具有很强的弹性。对脊柱的解剖学和生物力学具有十分重要的功能意义。所以当脊柱前弯时黄韧带内的弹力纤维被拉长,由于黄韧带内少量的胶原纤维的抗拉性能,又可防止黄韧带的过度牵拉。另外黄韧带还具有“预张力”作用,所以尽管在脊柱后伸过程中黄韧带会缩短、增厚,但由于预张力作用,使其黄韧带本身不致发生皱褶或弯折而凸入椎管内使椎管狭窄。但当黄韧带发生退变时,其弹力纤维所占的比例逐渐减少,胶原纤维则相应增多,Postacchini对椎管狭窄的黄韧带进行组织化学和电镜观察,发现在黄韧带内出现纤维化区,该区弹力纤维明显减少,甚至缺失,由胶原纤维取代,弹力纤维退变,黄韧带钙化从而导致黄韧带弹性降低,厚度增加,当患者站立或脊柱后伸时,黄韧带就出现皱褶或折叠而凸入椎管,从而使椎管容积明显减小,以至造成神经受压。(https://www.daowen.com)
(三)椎小关节增生、内聚
由于椎间盘退变,椎间隙狭窄,致使椎小关节的上下关节突发生移位。出现不同程度的半脱位,使上关节突突入椎间孔,椎间孔变小压迫神经根。Hasegawa对18具新鲜尸体(35~86岁)L1~S1椎间孔作冰冻20~30μm矢状切片,分别测量相应的椎间盘前、中、后缘的高度和椎间孔的高度以及神经根切面积,发现当椎间盘后缘高度≤5mm或椎间孔高度≤19mm时,神经根压迫分别为57.9%和51.6%,神经根压迫率约80%发生在椎间盘后缘高度为3mm或椎间孔高度为15mm。由于脊柱的长期负重、损伤,导致椎小关节突增生肥大,严重时椎小关节呈杵状或球状。椎小关节间隙密度增高,关节面模糊、毛糙,小关节内聚,左右间距变小。上关节突增生常伴有小关节面的改变以及黄韧带外侧部的肥厚,造成神经根管狭窄。而下关节突增生则多与黄韧带肥厚、椎板增厚及上关节突增生同时发生,从而导致中央椎管、神经根管狭窄。
(四)椎板、棘突增生肥大
由于脊柱退变增生,棘突长度和宽度均变为膨大,棘突的基底可以突向椎管,椎板可以不规则隆起、变厚,甚至凹陷。致使椎板间孔变小甚至消失。
椎板可分为3个部分,即内侧部(棘突根部),外侧部(关节突部)和中间部。中间部正中处厚度一般为6mm,其他部位的厚度若超过5mm即为不正常。当椎板外侧部增厚,可致侧隐窝狭窄,中间部和内侧部增厚,可使椎孔或中央椎管矢径变小,侵占椎管背侧硬膜外间隙即囊后间隙,使静脉丛受压,硬膜外脂肪减少或消失,致使椎管容量变小压迫硬膜囊及神经,使硬膜搏动细微或消失。
上述组织退变后所产生的致压物对神经的压迫,是腰椎管狭窄症的病理基础,从而导致神经传导功能障碍已被公认。Tarahadhi等的研究证实,卧位时硬膜囊外压力最低,坐位、站立位则逐渐升高,以立正位站立时最高,可达15.5kPa,同时诱导出马尾及神经根性症状。Magnaes的研究也发现,腰椎管狭窄症患者从腰弯曲位到腰伸直位时,其狭窄处硬膜囊内的压力,也是逐渐升高的,最后可达11.8~22.8kPa,若行走时可高达25.5kPa,以上研究说明,体位,姿态的变化是造成硬膜囊内、外压力改变的重要因素。这种硬膜囊内、外压力间歇性升高,造成对神经根间歇性的压迫,导致腰椎管狭窄症患者神经源性间歇性跛行。Rydevik等在神经受压后的病理解剖学和病理生理学研究中发现,神经受压时首先是静脉回流受阻,然后是毛细血管血流障碍,最后才影响到动脉供血。在马尾神经压迫模型中观察到,当压力为4kPa时,受压神经静脉血流消失,压力增大到8~9.3kPa时,动脉供血停止。Kobayashi对神经根血供的研究也表明,当压力为0.6~1.3kPa时,神经根部分静脉血流受阻,静脉充血;当压力增至6.7~9.6kPa时,部分动脉血流受阻,上述的研究又说明神经根内血供不足,也是造成神经功能障碍的重要因素。但压迫不会直接引起疼痛,其根性痛是神经炎性反应的结果。这是由于神经受压,使其静脉血流受阻,引起神经充血和水肿等炎性反应。体位变化中的减压过程又会出现神经再灌流损伤亦发生炎性反应。炎性介质如缓激肽、组织胺等具有强烈的致痛和刺激作用。由于腰椎管狭窄症患者狭窄处硬膜囊内、外压力随其体位、姿态改变而呈间歇性升高,间歇性地压迫神经,所以临床上也随之出现间歇性跛行。