腰椎间孔区解剖结构特点与临床应用研究进展

张黎明，杨晋才

(首都医科大学附属北京朝阳医院骨科，北京 100020)

腰椎间孔是腰椎侧方上下相邻椎体之间呈卵圆形或倒泪滴形的骨性窗口，是腰椎神经根自硬膜发出后斜行穿过的通道。作为椎管与外周相通的动态骨性结构，其形态特点和应用解剖的研究一直是脊柱外科学研究的重要内容。一方面是因为关节突关节增生内聚导致椎间孔狭窄，是退变性腰椎疾病造成神经根受压的常见原因；另一方面是因为它是腰椎侧后方经椎间孔入路的重要手术通道。腰椎间孔区解剖结构组成复杂多变，在此区域操作时容易损伤神经和血管等重要结构，造成严重的后遗症及医源性损伤，因此熟练掌握腰椎间孔区及其包含结构的解剖特点在脊柱外科临床诊疗中有着重要意义。本文就有关腰椎间孔区解剖结构特点及其在脊柱外科中的临床应用作一综述。

1 腰椎间孔形态特点

1.1 腰椎间孔静态特点 腰椎椎间孔是腰椎神经根离开脊髓必须通过的骨性孔道，因其结构的特殊复杂性，对其边界组成的定义尚未完全统一，Crock等[1]将椎间孔描述矢状面上组成神经根管的一个狭窄而相对独立的空间。Jenis等[2]则将椎间孔定义为上下相邻两椎弓根构成的骨性结构，其内可有神经、血管等组织穿行。Lee等[3]分别以上、下椎弓根的内侧缘连线和外侧缘连线为界限，将椎间孔由内向外分为入口区(侧隐窝区)、中央区和出口区三个区域，侧隐窝区是神经根走行路径中最易出现骨性狭窄压迫的位置，其外侧壁为椎弓根，后壁为上关节突关节，前壁为椎体。目前研究[4]中描述椎间孔是由“四壁两口”组成：(1)上壁是由上位椎体的椎弓根下切迹和黄韧带的外侧缘构成；(2)下壁是由下位椎体的椎弓根上切迹和下位椎体的后上缘构成；(3)前壁是由椎体外侧缘、椎间盘的后部以及后纵韧带构成；(4)后壁为椎弓峡部、部分黄韧带以及下位椎体的上关节突和关节囊；(5)内口朝向侧隐窝；(6)外口通向脊柱外侧区域。对于椎间孔大小的测量结果由于种族、个体差异，样本量大小不一，以及测量不同的标本，导致文献报道中差异较大。Torun[5]通过对15具尸体进行解剖测量得出：椎间孔的前后径为(8.8±1.7)mm，上下径为(19.4±2.7)mm；椎间孔从大到小依次排列为L5S1，L3～4，L2～3，L1～2，L4～5。乔风雷等[6]利用螺旋CT容积法测量L1～2～L5S1在不同性别及不同年龄段之间的差异，结果显示椎间孔上下径在(10.3±2.2)～(16.7±2.0)mm之间，椎间孔前后径在(7.8±2.2)～(10.9±1.8)mm之间，并且两个参数的最大值均出现在L2～3椎间孔，由此认为腰椎椎间孔中以L2～3椎间孔最大，且两者变化趋势均为L1～2至L2～3增大，而后从L2～3至L5S1逐渐减小。椎间孔的大小随着年龄增加、退变加剧而逐渐减小，相较于前后径，上下径随年龄的改变程度更加明显。

1.2 腰椎间孔动态特点 当脊柱运动时，椎间孔大小具有动态变化的特点，这是因为椎间孔与其它骨性孔道不同，椎间孔组成涉及两个可活动的关节，即椎间盘和关节突关节，由于两个关节可活动，致使腰椎神经根在椎间孔内不具有固定性。实际手术过程中发现，在经椎间孔进行穿刺操作时，患者呈屈髋屈膝体位时能使椎间隙充分伸展，更便于手术操作[7]。Zhong等[8]通过测量重建的三维椎体模型在不同体位时腰椎间孔动态变化的特点，分析得出椎间孔在屈曲状态下，其面积、前后径均较前明显增大，而过伸位时明显减小，但椎间孔上下径在体位变化下则改变不明显。在此之前的研究当中，Fujiwara等[9]测量39例尸体腰椎标本CT扫描图像，分析腰椎间孔分别在过伸、屈曲和中立位时的变化特点，结果显示过伸位时椎间孔上下径、前后径和面积三者均明显减小，屈曲位下三者均明显增加，并认为这种变化特点可能是导致动态性椎管狭窄的原因。任志伟等[10]分别在腰椎中立、过伸、过屈的侧位X线片上进行动态测量并分析椎间孔大小的变化规律。研究结果显示，与中立位相比，过伸位时椎间孔上下径和前后径均有所降低，但差异不明显，而在屈曲位时则增加显著。基于腰椎前凸角度在中立位-俯卧位时的变化特点，可将其视为患者在手术时体位摆放的位置，研究结果表明：腰椎前凸角在>20°时，椎间孔的上下径和前后径较<10°组和10°～20°组明显增大。并且，除了L1～2和L5S1节段，其余各节段椎间孔的前后径均随腰椎前凸角度的增加而增加。这说明在摆放手术患者的体位时，可通过增大患者的腰椎前屈在一定程度上增大椎间孔的面积，从而便于手术操作。但要注意的是在L1～2和L5S1节段可能并不会起到很大作用，分析可能是因为在腰椎的上下两端，节段性活动角度受限所导致。

2 腰椎间孔区韧带

腰椎间孔韧带是指位于椎间孔区内、外的韧带结构，将椎间孔分为上下两部分或三部分，神经、血管各自走行在一部分中[11]。1969年，Colub[12]首次通过解剖研究腰椎椎间孔，发现椎间孔内存在韧带结构。但由于其分布无明确规律性，作者认为这些韧带为椎间孔内的异常组织结构。随着对椎间孔内韧带组织研究的深入，发现幼儿时腰椎间孔也存在大量韧带结构[13]，Min等[14]在解剖研究中也发现超过80%的椎间孔标本存在椎间孔韧带，由此认为：椎间孔韧带是椎间孔内先天形成的结构，属于正常的生理组织[15]。

根据椎间孔韧带在椎间孔内的不同部位，可将其分为横孔上韧带和横孔下韧带，其中横孔下韧带更为多见[16]。横孔上韧带位于椎间孔上半部分，起于椎弓根与横突的交界处，止于椎体的外下缘或椎间盘的侧壁，其内上方的孔隙中有穿行的交感神经和动静脉的分支；横孔下韧带位于椎间孔下半部分，横跨椎弓根上切迹，起于上关节突前缘，水平向前穿过，在横孔上下韧带之间的孔隙中有脊神经穿行通过。体横韧带是指位于椎间孔外口的韧带结构，起于横突，止于同位椎体或椎间盘边缘，根据其位置分为体横上韧带和体横下韧带[17]。一般情况下，体横韧带覆盖在椎间孔外口，脊神经根从其下方孔隙穿出椎间孔[13]。从目前研究[18]来看：体横韧带与横孔韧带在椎间孔内出现的频率是不固定的，分布各具特点，但不具有规律性，横孔韧带多出现于上位腰椎，体横韧带多出现于下位腰椎；一般情况下，神经根穿行于横孔上间隙，血管走行在横孔下间隙，因此，当椎间孔韧带与椎间孔构成的神经通道过于狭窄，可造成其内神经根的卡压，出现相应的临床症状。

3 腰椎间孔区血管

腰动脉在进入椎间孔区后分成前支和后支，后支主要分为进入椎间孔的脊支和走向后外侧的背侧支，背侧支可继续分为升、降肌支，前者终为深、浅两支，后者终为内、外两支[19]。椎间孔区血管分布错综复杂，并与神经根之间走行关系密切，各血管分支间相互吻合组成椎管内外血管网，因此节段血管破坏并不会造成局部组织的血供损害。

前支动脉位于横突间韧带的腹侧，其走行对进入后外侧入路手术影响不大。但该支管径在各分支中最粗，损伤后出血量大[20]，并可能造成巨大的腹膜后血肿，引起肠麻痹，故手术操作应尽量避免在横突下缘进行。后支血管是后外侧手术入路中要处理的主要矛盾，其主干紧贴腰神经前支外侧交叉行走，其向后发出的升、降肌支，呈“树杈”状封堵椎间孔外口，要从后外侧显露腰神经前支，并进入神经根腋部进行手术操作，或经“Kambin三角区”进入椎间盘内，都必需处理这些血管。后支主干的起始外径在1.5～2.1 mm，其后发出的升、降肌支的外径在1.0～1.5 mm间，损伤会造成比较严重的出血，使术中视野不清，增加损伤神经的可能性[19]。

L5后外侧部的血供可单独来自髂腰动脉的腰支、L4动脉的降支、骶正中动脉，也可来自上述动脉构成的“髂骶腰动脉吻合系统”[21]。L5的血供虽有多源的特点，但在后外侧部分支少，血管细，对手术操作的威胁不大。

4 腰骶神经根

脊神经是由脊髓发出的左右对称的成对神经。人体共有31对脊神经，其中包括8对颈神经，12对胸神经，5对腰神经，5对骶神经和1对尾神经，而每一根脊神经都是由脊髓前角发出的前根和脊髓后角发出的后根在椎间孔附近合为一根神经根。在脊髓圆锥以下，腰骶神经根的前根和后根下行形成类似马尾状结构称为马尾神经，腰骶尾神经根与其他神经根不同，其在椎管内要下行一段距离后再穿出相应的椎间孔[22]。腰神经根从硬膜囊发出，由内上向外下，从椎间孔上部最宽处斜行穿过，因此其在椎间孔内实际行走距离要比椎间孔前后径长。在腰椎矢状位面上，腰神经根切面呈纵向椭圆形，其中点一般在椎间孔上半部分的最大宽度处，这种关系更便于神经根穿出。腰椎间孔面积由上而下逐渐变小，而腰神经根直径则从上至下依次增大，特别是L4、L5神经根，直径粗，行程长，斜行角度大，且其神经节偏向椎间孔内口，靠近椎管。并且L4、L5神经根管与其他节段相比椎管直径小、侧隐窝显著，更易受到周围组织的卡压。因此，腰椎中L4、L5神经根发生受压的概率要普遍高于其他节段[23-25]。

脊神经的后根在与前根汇合之前形成一纺锤形膨大即为后根神经节，Hasue等[26]首次提出根据神经节相对于椎弓根的关系，将神经节的位置分成三种类型：(1)椎管内(spinal canal，SC)型，神经节位于椎弓根内缘的内侧。其中神经节全部位于椎弓根内缘内侧者称关节突下(subarticular，SA)型，而神经节全部位于椎弓根上缘水平以下时则称椎板下(sublaminar，SL)型；(2)椎间孔内(intra foramina，IF)型，全部或大部神经节位于椎弓根内缘与外缘之间；(3)椎间孔外(extra foraminal，EF)型，神经节全部或大部位于椎间孔外缘以外。Sato等[27]的分类标志略有不同，是以神经节近端相对于椎弓根的关系来划分，即神经节近端位于椎弓根内侧为SC型，位于椎弓根内侧缘连线及椎弓根中心连线之间为IF型，位于椎弓根中心外侧者为EF型。陈伯华等[28]通过测量成人腰骶椎体标本，发现L1和L2神经节均为EF型，自L3开始部分神经节近端进入椎间孔内，L3神经节中IF型占27%，而至L4则达到63%，并发现1例SC型，L5和S1神经节均位于椎间孔内，其中SC型分别占17%和37%。而在L3神经节中仍有少部分(8.0%～13.2%)属EF型，L4神经节中也会出现一定比例的EF型(4.6%～8.8%)。

腰神经根的前、后根会合后，向外下斜行穿出椎间孔，称为腰椎出口神经根。1991年，Kambin[29]通过尸体标本解剖，对椎间孔区域形态特点进行深入研究，首次描述了椎间孔的安全区域或称工作区域，其外上界为出口神经根，内侧界为硬膜囊或行走神经根，下界为下位椎体的上终板，后侧界为下位椎体的上关节突。其中腰椎出口神经根在椎间孔内走行位置，及其与周围结构毗邻关系对后外侧经椎间孔入路手术至关重要，尤其是上关节突与出口神经根的位置关系，其增生内聚退变易导致神经根的压迫[30]。杨晋才等[31]利用三维CT多平面重建技术测量腰椎出口神经根与上关节突的位置关系，研究得出：L1～L5出口神经根与上关节突前侧缘之间的距离逐渐增大，距离最大值分别为L1(4.29±0.20)mm，L2(4.36±0.26)mm，L3(4.61±0.44)mm，L4(4.91±0.39)mm，L5(5.77±0.56)mm，由此得出腰椎出口神经根与上关节突之间的“骨-神经间隙”在三维空间内呈近似平行关系。Ozer等[32]在对Kambin三角空间大小的解剖学评估中发现，有50%的患者Kambin三角成一个非常狭窄的间隙，32.3%的患者Kambin三角内几乎没有间隙。因此，在腰椎侧后方经椎间孔入路手术操作时，极易造成出口神经根的损伤。

5 腰椎间孔与经皮椎间孔镜下腰椎间盘切除术

腰椎间孔作为椎管与外周相通的天然通道，成为了经皮椎间孔镜下腰椎间盘切除术的重要穿刺路径和工作区域[33]。该技术可在局麻下进行操作，患者呈俯卧位，从腰椎侧后方经椎间孔将7.5mm手术工作通道直接置入到椎间盘或椎管内，进行直视下直接或间接减压[34]。目前在临床上最常使用的椎间孔镜技术为杨氏脊柱内窥镜系统(Yeung endoscopic spine system，YESS)[35]技术和经椎间孔入路脊柱内窥镜系统(transforaminal endoscopic spine system，TESSYS)[36]技术。YESS技术首先采用经椎间孔内Kambin安全三角区直接进入椎间盘的方法，由内向外逐步切除椎间盘组织，从而进行间接减压。Hoogland等[36]通过使用不同直径的绞刀，逐级绞除部分上关节突前下缘骨质结构，进行椎间孔的扩大成形，由外向内进行直接减压。此后，随着脊柱微创的不断发展，手术入路及手术方式均有一定程度上的改进[37]。Choi等[38]在椎间孔扩大成形的基础上，将手术工作通道直接置入椎管内，在椎间孔镜的直视辅助下，可直接取出脱出或游离的髓核，从而解除神经压迫，极大地增加了椎间孔镜下的减压范围。

如前所述，由于出口神经根与上关节突间的间隙狭窄，经椎间孔入路手术易造成神经根损伤，研究报道YESS手术导致神经根一过性损伤的发生率高达5%～15%[35]。为避免造成医源性神经根损伤，手术应在局麻下进行，辅以适当的镇静剂和镇痛剂，但应使患者保持清醒，对骚扰到神经根的操作作出及时反应，一旦出现术侧肢神经根性疼痛和麻木等，应立即停止操作，适当调整穿刺或置管位置[40]。TESSYS技术虽然不直接经椎间孔安全三角进入间盘，但在关节突扩大成形过程中应注意骨刀不要用力过猛以免进入椎管，磨除的骨块注意不要掉落到椎管内，以免损伤椎管内的血管、神经根等[41]。术中注意控制好局部浸润麻醉剂量，不要造成神经根完全阻滞麻醉；椎间孔扩大成形过程要在X线透视下缓慢进行，前后位控制骨刀在上下椎弓根内侧缘连线以外，侧位控制在下位椎体后缘以外，当骨刀接近进入椎管时，应停止旋转操作，改用骨锤轻轻叩击骨绞刀尾部，一旦有穿破骨质的落空感即应停止操作，所有手术操作必须在椎间孔镜直视辅助下操作[40]。

经皮椎间孔镜辅助下腰椎椎体间融合术是近年来运用椎间孔镜治疗腰椎管狭窄的一种新术式，其优势在于在经皮椎间孔镜下进行神经根的减压，并进行镜下的椎体间融合，对椎体骨质、椎旁肌等结构破坏少，术后恢复时间快，其手术入路是基于Kambin安全三角的经椎间孔后外侧入路[39]。与普通椎间孔镜不同的是，镜下融合所需的工作通道因其需要满足终板处理、融合器置入等操作，通道孔径一般为10mm及以上的大口径通道。如前所述[41]，由于椎间孔安全三角区上关节突与出口神经根位置邻近，距离普遍在10mm以内，因此在通道置入过程中需要适当或全部磨除上关节突，以减少出口神经根的损伤。在镜下进行椎间处理、融合器的置入时，既要注意保护出口神经根，又要注意走行神经根及硬膜在镜下的位置。Yang等[42]在其报道中指出，椎间孔镜下椎体间融合术关键是注意神经根的损伤及椎体间的有效融合技术，其利用双舌状工作套筒及可撑开融合椎体间融合器，目前随访取得良好疗效。

6 小 结

随着退变性腰椎疾病的增多，腰椎间孔区的应用解剖特点在临床应用中也显得越发重要。解剖学研究显示：腰骶神经根与椎间孔及周围组织间的位置关系，在腰椎退变性疾病的诊治中有重要临床意义。任何原因引起的腰椎间孔区容积直接或间接地减小，均可导致神经根的受压，出现腰背疼等临床症状。因此，正确认识腰椎间孔的形态特点、椎间孔区韧带结构的分布特点以及腰骶神经根在椎间孔区的分布规律，对于腰椎退变性疾病的诊治及经皮椎间孔镜下椎间盘切除术的学习有重要的临床意义。