骨与关节影像解剖 (三)

发布时间: 2021-11-16 11:00:41

人体各部位关节系由两骨或数骨组成,具有连接作用和活动功能。四肢各关节和脊柱小关节为活动关节,其关节结构有关节软骨、关节腔、关节滑膜、滑液、关节脂肪、关节囊、韧带等。影像科医师工作中常见关节损伤,在诊断中了解解剖至关重要,本期专题我们聚焦脊柱影像解剖。


X线解剖

脊柱位于背部正中,由24块椎骨、一块骶骨和一块尾骨借软骨、韧带和关节联结而成。其中颈椎7个,胸椎12个,腰椎5个、骶骨1块(由5个骶椎融合而成)、尾骨1块(由4个尾椎融合而成)。脊柱区是指脊柱及其周围软组织所配布的区域,通常可分为颈段、胸段、腰段和骶尾段。除第1~2颈椎和骶尾椎外,每节脊椎均由两个主要部分组成,前部为椎体,后部为椎弓,两者之间形成椎孔,诸椎体之椎孔形成椎管。椎弓包括左右椎板。椎弓有七个突起,即上下关节突各一对,横突一对和一个棘突。上下椎弓之间形成椎间孔。椎体之间有椎间盘,形成椎间隙。相邻脊椎之上下关节突形成椎弓关节。

脊柱在正位像上呈直线排列,从上向下依次增大,主要由松质骨构成,纵行骨小梁比横行骨小梁明显,周围为一层骨皮质,密度均匀,轮廓光滑。椎体两侧有横突影,其内侧可见椭圆形环状致密影,为椎弓根的横断面投影,称椎弓环。椎弓根的上下方为上下关节突的影像。椎弓板由椎弓根向后内方延续,并与中线联合成棘突,呈尖向上的类三角形线状密影,投影于椎体中央偏下方。椎体上下缘的致密线状影为骨性终板,彼此平行,其间的透亮间隙为椎间隙,是椎间盘的投影。侧位像上可显示脊柱的生理曲度,颈椎突向前,胸椎突向后,腰椎突向前,骶椎突向后。侧位片上可以更好地观察椎间隙,胸椎间隙较窄,自下胸椎起,椎间隙有向下逐渐增宽的趋势,以腰4/5间隙最宽,而腰5/骶1间隙又变窄。在侧位片上椎间隙前后部并不等宽,随脊柱生理弯曲有一定的变化。老年人的椎间隙较年轻人略窄。第5腰椎长轴与第1骶椎长轴连线形成之交角正常为143°,称腰骶角。

 图1 成人寰枢椎侧位(A)及张口位(B)

1. 寰椎前弓;2. 枢椎齿状突;3. 寰椎侧块;4.寰椎后弓 5. 寰齿前间隙;6. 枢椎上关节突;7. 枢椎横突;8. 枢椎椎体;9. 枢椎下关节突;10. 枢椎棘突;11. 寰枢外侧关节;12. 寰椎横突。

图2  成人颈椎正位(A)、侧位(B)、斜位(C)

1. 颈5棘突;2. 颈5椎体;3. 颈5上关节突;4. 颈5下关节突;5. 颈5横突;6. 颈4/5钩椎关节;7. 颈5椎体钩;8. 甲状软骨板(已钙化);9. 颈4下关节突;10. 颈4/5关节突关节;11. 颈5椎弓板;12. 颈5椎弓根;13. 颈4/5椎间孔。

图3  成人胸椎正侧位

   1. 上关节突;2. 下关节突;3. 肋骨头;4. 横突;5. 椎弓根;6. 椎弓板;7. 棘突;8. 椎体;9. 椎间隙;10. 椎间孔;11. 椎间关节。

图4  成人腰椎正、侧、斜位片

  1. 上关节突;2. 下关节突;3. 椎弓根;4. 横突;5. 椎体;6. 椎弓板;7. 椎间隙;8. 棘突;9. 椎间孔;10. 椎体上终板;11. 椎体下终板;12. 椎突间关节;13. 椎弓峡部;14. 对侧上关节突;15. 对侧横突;16. 对侧下关节突。 

图5   成人骶尾骨正侧位片

  1. 骶1椎体;2. 骶骨翼;3. 骶1关节突;4. 骶正中嵴;5. 骶中间嵴;6. 骶孔;7. 骶骨角;8. 骶管裂孔;9. 尾骨;10. 骶尾关节;11. 腰5椎体;12. 骶岬;13. 骶2椎体;14. 骶3椎体;15. 骶5椎体;16. 骶5椎体;17. 骶管;18. 尾骨角。

CT解剖

01

脊椎

CT骨窗可以详细观察脊椎骨的结构。

1. 寰椎:由两个侧块和前后弓组成。侧块有上下关节凹分别与枕骨髁和枢椎上关节突形成关节。横突短小,左右各一,其上有横突孔,椎动脉走行其中。前后弓中线部有前后结节(图6)。

2. 枢椎:枢椎椎体的齿状突前与寰椎前弓后缘,后与寰椎横韧带形成寰枢关节(图6)下为枢椎椎体(图7)。枢椎横突小,内有横突孔。

图6  正常寰椎骨窗(A)及软组织窗(B)

CT平扫,显示前后弓、侧块、枢椎齿状突、横突和横突孔,横突短小

图7  正常枢椎椎体CT平扫

3. 第3~7颈椎:形态相似,椎体为椭圆形,横径大于前后径,高约15mm。第3~7颈椎有钩突由椎体后面向上突入相邻上一个椎体后外侧缘的浅凹中,钩突构成椎间孔的一部分(图8)。椎弓根短,与椎板形成的椎管为三角形。横突短,横突孔除第7颈椎因其发育不良或缺如外,均可见到。第7颈椎棘突较长,其他均短小(图9)。

正常C4椎体CT平扫

椎体前后径小于横径,椎管为三角形,横突与棘突短小,可见钩突(箭)

图9  正常C7椎体CT平扫

椎体前后径仍小于横径,椎管仍为三角形,棘突较长

4. 胸椎:胸椎椎体横径短,前后径长。后缘前凹。平均高度为25mm,椎弓根长且更近于矢状,椎板、横突、棘突均较长,第1~10胸椎肋骨与胸椎横突和椎体均形成关节。胸椎椎管在上下段近三角形或菱形。中段近圆形(图10)。

 图10  正常T1椎体CT平扫

椎体前后径虽仍小于横径但径线较C7大,横径变小,横突、棘突较长,可见第一肋骨与椎体、横突形成关节,横突、肋骨大致水平走行,椎管大致为菱形


5. 腰椎:腰椎椎体为椭圆形,横径大于前后径。椎弓根、椎板、棘突较短,横突较长且平。椎管大致为三角形(图11~图13)。

图11  正常L1椎体CT平扫

椎管近菱形,椎体横径大于前后径,横突较长,椎体后缘前凹呈浅弧状

图12  正常L3椎体CT平扫

椎管近三角形,椎体横径大于前后径,横突较L1更长

图13  正常L5椎体CT平扫

椎体水平,椎管近三角形,椎体横径大于前后径,后缘平直,横突较短


6. 骶椎:第1骶椎水平,骶管为三角形,位于中线后部,与骶前、后孔相连。骶前孔位于骶管前外,两侧对称,较大,其内可见圆形软组织密度神经根鞘影;骶后孔位于骶管后外,较小。自第2骶椎水平向下骶管变小变扁,其内可见多支骶神经根鞘影。第2骶椎骶前、后孔位置与第1骶椎相仿。第3、4骶椎水平骶孔不易显示。第4骶椎水平可见骶裂并仅见骶管前外侧壁。骶髂关节间隙正常宽度为2~3mm(图14)。

图14  正常第2骶椎CT平扫

骶骨皮髓质分界清楚,骶孔对称、光滑,其内可见软组织密度神经根鞘;骶髂关节间隙宽度一致,边缘规整

02

椎间盘

椎间盘由髓核、纤维环和软骨终板组成。髓核是退化脊索细胞和一些纤维软骨组成的黏液胶冻样物质。髓核外的纤维环由纤维软骨和多层胶原纤维组成,位于椎间盘中心偏后方。髓核和纤维环相邻的椎体上下面为薄层透明软骨及软骨终板覆盖,周围由环状骨突围绕,纤维环内层与软骨融合,外层插入环状骨突。椎间盘高度不一,颈椎为3~5mm,而腰椎可达15mm。

椎间盘CT表现为与相邻椎体形状、大小一致、密度均一的软组织影,CT值为80~120HU,不能区分髓核与纤维环,椎间盘在颈段近圆形,在胸段后缘深凹,而腰段则后缘为浅凹,第5腰椎与第1骶椎椎间盘后缘平直和/或稍后凸(图15)。

图15  正常腰椎椎间盘CT平扫

与相邻椎体形状一致的软组织密度影,CT值80~120HU,CT不能区分髓核与纤维环

03

椎间小关节

第3颈椎~第5腰椎之间的上下相邻椎弓之间的小关节突相互形成椎间小关节。上关节突在下关节突的前内或前外。关节面在颈段近于水平位,胸段近于冠状位,而腰段近于矢状位。两侧椎间小关节一般对称,由颈向胸、腰椎逐渐增大。正常小关节突光滑,皮质厚度一致,两侧关节面大致相同,关节间隙宽度为2~4mm(图16)。

图16  正常椎小关节CT平扫

小关节间隙一致,双侧对称,骨皮质光滑,密度均匀

04

椎间孔

椎间孔左右各一,位于上椎弓根下缘和下椎弓根上缘之间,在小关节前方,内与侧隐窝相续。其中含有脂肪、部分黄韧带、包绕前后脊神经根的神经根鞘及小动、静脉。椎间孔可分为三个部分:①上部,最大,含神经根,前为椎体,上为上椎弓根下缘,后为椎板和关节突;②中部,为椎间盘水平;③下部,最小,下为椎弓根上缘,前为椎体(在颈椎为钩突),后为关节突(图17)。

图17  正常椎间孔CT平扫

A.颈椎间孔前为钩突,后为小关节突,钩突缘近直角(▲);B.腰椎间孔前为椎体后外侧缘,后为小关节突,椎间孔见脊神经节(△)


05

椎管测量

骨性椎管测量方法有线性测量和面积测量(图18)。临床上,椎管测量有助于判断椎管狭窄,为了诊断使用方便,下面只列出其正常值下限:颈椎前后径为11mm,腰椎前后径为12mm,腰椎管面积为1.5cm2。腰椎管侧隐窝宽度为3mm以上。约-汤(Jones-Thomson)商:正常为1/2~1/4.5。

图18  椎管测量线图

A. a椎管前后径;b椎弓根间距;c小关节突间距;d侧隐窝宽度; B. 约-汤商:(A×B)/(C×D)


MRI解剖

01

椎体与椎弓

椎体的信号主要由骨髓中的水分、脂肪比例及缓慢血流所产生。椎体表面的骨皮质和椎弓的致密骨在各种成像序列上均为低信号(图19),

图19  正常成人MRI平扫

A.正常成人矢状面T1WI;B. 与A同一位置矢状面T2WI

02

脊髓

脊髓在T1WI上呈中等信号,信号较均匀,MRI矢状切面不受脊椎生理弯曲的影响,可充分连续地显示脊髓全长。C3~T2之间的脊髓前后径较大,为生理性膨大。由于胸椎生理性后突的影响,胸髓的位置偏向椎管前方,脊髓终止于圆锥,脊髓圆锥在第1、2腰椎水平偏后方,马尾神经与脊髓圆锥相比呈低信号(图720)。

图20  正常成人腰椎MRI表现

A.正常成人腰椎矢状面T2WI;B. 与A同一位置T1WI

03

椎间孔

在矢状面上神经根位于神经孔的上部,在SE T1WI上神经根呈圆形结构,周围为高信号的脂肪(图21)。在SE T2WI上硬脊膜外脂肪的信号减低,与低信号的硬脊膜同神经根袖内的高信号脑脊液形成对比。在Gd-DTPA增强检查时,背侧的脊神经节可发生强化。

图21  正常腰椎矢状面T1WI

椎间孔神经根呈圆形低信号结构(箭),周围为高信号的脂肪


04

椎间盘

椎间盘在T1WI上比椎体(脂肪)信号低,在T2WI上椎间盘的中心部因含水量高呈高信号,椎间盘外缘的外纤维环的致密纤维带,在T1WI和T2WI上均为低信号(图22)。

图22  正常腰椎横断面T2WI

中央髓核呈高信号,外周纤维环呈低信号

05

椎体终板

椎体在生长发育过程中,椎体上下面的骨骺板骨化停止后形成骨板,呈轻度凹陷,即为骨性终板。椎体终板的中央仍为一薄层透明软骨覆盖,并终生存在,即为软骨终板,软骨终板与髓核和纤维环连接共同构成椎间盘。

06

脊柱韧带

脊柱的韧带包括前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、棘间韧带、棘上韧带和寰枢韧带复合体。脊柱韧带由胶原纤维构成,在T1WI和T2WI和梯度回波像上均呈低信号,与骨皮质及其他纤维结构,如纤维环和硬脊膜等不能区分,但黄韧带中由于弹力纤维成分较高,在SE T1WI和T2WI上通常为中等信号,高于骨皮质,在梯度回波像上为高信号。(图23)

图23  正常环枢关节MRI横断位T2WI

1为齿状突,2为横韧带


资料来源

《中华影像医学骨肌系统卷》第3版,主编:徐文坚,袁慧书

《脊柱四肢影像图解——正常解剖·常见变异·常见病变》,主编:胡春洪,龚沈初