Atypical Scheuermann's disease and intervertebral disk herniation
Wang Pei
【Key words】intervertebral disk displacment; Scheuermann's disease
椎间盘突出主要是用来描述病变形态的术语,而对其病理实质,应认真加以研究。作为脊椎的发育异常,Scheuermann病(Scheuermann's disease,SD)所致椎间盘突出是一常见和重要的病理类型,认识该病变与椎间盘突出的关系及其病理特点,有助于评价和指导治疗。
1SD和非典型SD
SD被认为是次发性骨骺的骨软骨病,1920年由Holger Scheuermann首先介绍,目前病因仍不明。其基本病变包括伸入到椎体内的椎间盘物质形成的软骨结节,即Schmorl结节(Schmorl's node,SN)、终板不规则及椎体变形。发病率0.4%~0.8%。临床表现为脊柱畸形,少数有背痛,个别有脊髓受压表现。1964年Serenson提出延用至今的诊断标准:以脊柱后突畸形的中心部为基准的3个或3个以上相邻椎体前窄后宽楔形5°或5°以上,无明显外伤和其他病理改变即可诊断。但是这样的诊断标准并不完善和理想,它仅仅依据X线征象,而不是病理实质。Alexander指出该标准将一些仅有椎体不规则而没有楔形变的SD病例排除在外。就连Scheuermann本人也说明受累椎体的数目可以是一个或多个。为此Goldman等人对有SN、有终板不规则改变、椎体楔形变、其他变形或无变形但不满足Serenson的SD X线诊断标准者,在排除明显外伤和其他病理诊断后,定义为非典型SD(atypical Scheuermann's disease, ASD)。其中SN是ASD特征性改变。
2病因和发病学
次发骨骺的骨软骨病,早在1920年Scheuermann指出是环形骨骺的缺血性坏死,椎体前部生长障碍,导致楔形变,并认为病变发生在椎体和骺环之间的生长区。由于骺环的骨化障碍,椎间盘物质伸入椎体,形成外周的SN。椎体的纵向生长或塑形可有障碍,椎间盘可有移位。Brandford等许多学者报道本病有家族倾向。
其他病因学有:(1)终板解剖缺陷:软骨终板上有潜在的薄弱点,特别是靠近髓核的部位,Schmorl称之骨化间隙的部分,是胎胚期间供血的微小血管穿透软骨终板的通道,在其闭塞后形成瘢痕管道,青春期椎间载荷加大,使髓核疝入椎体形成SN。(2)Ferguson认为椎体楔形与青春期的前血管沟的持续存在有关。(3)Lambrinudi等提出是直立体位前纵韧带紧张产生的机械因素引起。(4)Ascarri等发现SD者身高高于正常,生长激素增多。(5)Bradford等认为与骨质疏松有关。(6)Aufdermaur指出是软骨终板基质异常。(7)其它:内分泌异常说,维生素缺乏说,炎症说,神经肌肉疾病说等。
3ASD的病理学
典型的SD以胸腰段为主要病变所在,尽管有腰椎SD报道。不过,既然ASD被认为是发育异常,颈段、胸段和腰段均可发生。其基本病变为:(1)软骨结节。与其说SN疝入椎体,不如说伸入椎体,理由是源于发育异常。病理显示软骨终板随间盘物质伸入椎体可呈类圆形或不规则,可单发或多发,可跨越相邻椎体相应上下缘,也可以一侧终板受累。SN多发不规则者影像学常显示终板不平整(图1,2)。(2)SN周围骨小梁骨折坏死,发生炎症反应,骨小梁增粗,形成硬化带。MRI T2加权像常显示周围含肉芽组织高信号区(图3),而CT常显示SN周围的硬化带(图4)。周围的骨髓组织可向SN内生长包绕,导致后者脱水萎缩,进而骨化“愈合”。(3)软骨终板与椎体的纵向生长有关,骺环与椎体塑形有关,二者受累导致椎体生长不均衡。可表现为楔形变、前后径增长、后缘性SN使骺环向后扩展、骨化,形成嵴样突起(图5),构成SN的骨性后壁。由于伸入的SN可不规则,骨化后壁也可不规整,甚至缺如。CT常显示为“游离”或“半游离”的所谓“椎缘骨”,被称为“椎体后缘离断症”、“椎体缘骨折”、“撕脱”、“椎间盘钙化”或“骨化”等(图6)。(4)椎间盘突出和退变(见下述)。
图1L2~3椎间SN跨越相邻椎体上下缘,L1~2椎间SN累及L2上终板
图2T12~L1椎间终板不规则
图3SN周围高信号
图4SN及其周围高信号
图5T12椎体后下缘嵴样突起
图6CT连续扫描显示由嵴样突起到“离断”的演变
4ASD与椎间盘突出和退变
ASD常伴有椎间盘突出,特别是SN发生在椎体后缘时,由于骺环和软骨终板异常、后移,形成椎体后上缘或后下缘嵴样后突(图7),相应髓核、软骨板及纤维环后移,形成一个骨软骨性突出伸入椎管,占位,可导致脊髓病和神经根病(图8)。
图7相应椎体后上后下缘嵴样后突
图8骨软骨性突起挤压硬膜囊
成人椎间盘是人体最大的无血管组织,其营养代谢依靠椎间盘以外的血管或经终板、或经纤维环弥散。ASD软骨终板异常,渗透和弥散作用下降,终板下血管分布减少,髓核营养障碍,代谢产物积聚,局部pH值下降,某些蛋白溶酶被激活,加速了椎间盘退变,蛋白多糖分解,而Ⅰ型胶原出现并增多,髓核脱水萎缩(MRI T2加权像常显示ASD病变椎间盘的低信号,图9),弹性降低而硬度增加,使椎骨负荷进一步增大,纤维环压力升高,特别是后外侧部分,导致放射状裂隙,也构成ASD椎间盘突出的病理基础。
图9病变椎间盘低信号
5ASD是椎间盘突出重要的病理类型
椎间盘突出的大体病理主要由破碎型突出(软突出)和ASD及退变型突出(硬突出)两大类构成。(1)破碎型突出为椎间盘损伤所致,突出病变部椎间盘破碎,与未损伤椎间盘母体部分离或仅有疏松粘连。病灶区组织内压增高,手术切开突出部浅层后纵韧带及纤维环,游离破碎的椎间盘物质多能自行溢出,或很容易用止血钳拉出。美国矫形外科学会所制定分类的脱出(extrusion),包括韧带下型(subligament)、经韧带型(transligament)以及游离型(sequestrum)均属于破碎型。因其表层后纵韧带及纤维环常较薄,触之软,富于弹性,并易破,又称之为软突出。(2)ASD型突出是属于发育异常,畸形。纤维环、软骨板和髓核随椎体后缘嵴样后突而移位,是完整椎间盘的后移,突出部组织内压多正常,切开突出部后纵韧带和纤维环,不会像破碎型椎间盘突出那样有游离间盘物质溢出,也不能用止血钳拉出成块的破碎间盘,这种骨软骨性突出作为整个椎间盘的一部分,质硬,与退变引起的椎间盘膨隆一样,属于硬突出。相当于美国矫形外科学会分类的退变型(degeneration)和膨出型(bulge)。
6ASD是椎间盘突出常见的病理类型
ASD基本病变是以SN为特征的椎体次发骨骺骨软骨病,X线平片表现为椎体上下缘弧形凹陷或骨内透光区,伴周围骨硬化,椎体可有变形,骨终板可不规则,但SN检出率低,仅为MRI检出率的5%~35%。CT表现变化较大,典型者可见近椎体缘层面类圆形低密度区,周围骨硬化,后缘突出,在椎间盘层面为椎间盘后突。由于CT的局限性,扫描层面及其层厚的限制,有时不能发现SN,仅见到骨硬化区(图10),有时仅见到SN部分后缘骨壁,被称为“椎缘骨”、“骨折”、“撕脱”,甚至“钙化”和“骨化”。CT检出率约为6%。MRI能将低信号的终板轮廓勾画清晰,SN和移位的椎间盘也显示清楚,检出率报道13%~38%不等,明显高于CT和X线平片。MRI虽然是SN检出的敏感方法,但仍不及尸检SN检出率(36%~79%)高。这说明以SN为特征的ASD是椎骨常见的发育异常,累及椎体<