摘要：颈椎病是一种常见病。骨赘会损害椎管的直径，引起脊髓及神经根的压迫，这种压迫可能产生直接的神经损伤或缺血性改变，从而导致脊髓紊乱，引起一系列的症状。在生物力学上，椎间盘和钩锥关节是椎体之间的连接结构，用于传递外力。本文通过讨论颈椎病的病理生理、发病机制、生物力学以全面认识该疾病，为后续的正确治疗打下坚实的基础。
关键词：颈椎；颈椎病；病理生理；生物力学
前言
颈椎病被认为是颈椎退变过程中最常见的进行性疾病，不同于与骨赘形成相关的炎症过程。椎间盘退变的过程是复杂的，涉及正常生理学的许多改变，以及衰老的过程，它通常先于轻度节段性不稳定。本文将讨论颈椎病的病理生理、发病机制、生物力学、鉴别诊断评估颈椎病。
1 病理生理
尽管颈椎病的退化是颈椎病的主要病理损害，但继发性脊髓或血管受压是导致脊髓症状的主要病因。神经和血管过程都参与引起脊髓型颈椎病的症状。White和Panjabi[1]将脊髓型颈椎病发病机制中涉及的机械因素分为静态和动态组。静态病理机制主要为退行性过程，诸如椎间盘突出，椎体骨赘生长到椎管内，椎骨和小关节退行性骨质疏松，黄韧带肥大，后纵韧带和黄韧带退行性或钙化，并最终导致矢状椎管直径减小。诱发脊髓病的动力病理因素是脊柱和脊髓在正常和异常运动和负荷时所受的异常力。脊髓型颈椎病主要是由静态机制逐步发展，最终引发神经症状及后遗症。
2 发病机制
颈椎病的主要退行性病理生理过程是矢状位椎管直径的减小，该过程易继发引起脊髓压迫和神经、血管病变。退变过程源于颈椎间盘脱水，而脱水过程伴随着生化变化，硫酸角蛋白与硫酸软骨素的比例相对增加[2]。随着年龄的增长，水，蛋白质和粘多糖的损失使得髓核在失去弹性同时将变得更小且更具纤维性。因此，环状纤维会承担更多的重量，而当椎间隙失去高度时，可能会膨胀到椎管中。椎间盘高度的损失最早是从腹侧开始，并且可能导致颈椎前凸的丧失。该过程产生正反馈循环，然后将更多的力施加在椎体的腹侧面上，导致脊柱后凸畸形。纤维环的层在背侧较薄，因此，髓核可以通过，导致椎间盘突出进入椎管[2]。脊柱生物力学的改变导致纤维环和外周纤维从椎体边缘和后纵韧带切开，以在椎板附近弯曲和脱离椎体。椎间盘突出或环状凸起以及退行性变化可导致疼痛，这也可能是引起颈椎运动异常的原因。
随着椎间盘高度的丧失，椎体外关节将承受更大的负荷，导致骨赘加速形成及腹侧成角。骨赘可穿入椎间孔，当关节突关节承受更多的轴向载荷时，关节突关节趋于肥大[6]。我们注意到，运动在C5-C6和C6-C7最为常见，往往加速骨赘的形成。这些退行性骨改变导致矢状位椎管直径的减小，并导致正常颈椎前凸和运动的改变。
3 生物力学
3.1脊柱大小
颈椎管矢状径减小的原因主要与退行性骨刺，先天性小管和颈椎管原发性变性有关。颈椎病患者的直径似乎平均小于3 mm，而先天性颈椎管狭窄患者的直径似乎更小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆White 和 Panjabi[1]报道，直径小于14.8 mm的患者发生脊髓型颈椎病的风险更高。为了通过骨性颈脊髓压迫诊断脊髓病，Fergusson等报道直径距离必须小于13 mm，而Asgari和Fager发现平均脊柱脊髓病患者的管径为 14 mm，正常直径（C3 和C7之间）约为17至18 mm，性别之间略有差异。颈椎病的其他解剖学特征可能参与椎管狭窄，脊髓可能环状收缩的原因包括退行性钩椎关节，退行性关节突关节肥大，增厚的椎板，凸出或椎间盘突出的环状或核部，后纵韧带增厚，黄韧带增厚或屈曲[3]。退行性引起管道的狭窄与先天性椎管的狭窄叠加扩大了退行性过程的进展并导致早期脊髓病变。根性症状可能由退行性钩椎关节，神经根纤维化，椎间盘突出和小关节疾病引起。有学者发现颈椎间盘突出症和慢性退行性脊椎病最受影响的节段是C6-C7，其次是C5-C6。
3.2颈椎的运动
上位颈椎在解剖学上是复杂的。它能为颅骨高度移动的提供功能支持。其运动范围为屈曲、伸展、侧向弯曲、轴向旋转。
中位颈椎和下位颈椎不能提供与颈椎上部区域相似的复杂性运动。这个区域的一个独特特征是它的生理弧度前凸。这可以有助于防止脊髓损伤，因为轴向载荷对称于脊柱，而不是施加显著的屈曲载荷。冠状平面中的小关节的取向不会限制除延伸之外的任何方向的脊柱运动，其中脊柱抵抗轴向负荷的能力最大。这可能与小关节在伸展中最有效地参与轴向载荷支撑有关。
3.3后期力学特征
起源于椎体的椎体突，跨越椎间隙，延伸至椎管，因此椎体可能合并融合。而在自动融合过程中颈椎稳定性的矛盾可能会增加。这种融合过程通常发生在相对后凸，其原因可能是由于邻近的颈椎节段的头侧和尾侧与融合节段的附加应力，导致脊柱畸形的纵向发展。由自动融合引起的颈椎移动性下降，可能是轻度或中度颈椎病患者缓解症状的原因。
3.4二级压缩过程
一种发生在颈脊髓上的钳形现象，在这种现象中，不稳定的颈椎节段在屈伸或两者同时屈伸时可能出现半脱位，从而压迫脊髓，此外往往会因较大的骨赘及韧带松弛而加剧压迫。包含上肢运动束的脊髓区域的压缩应力比延伸下肢功能的区域多达五倍。布里格等人证明颈脊髓的背侧半部比延伸的腹侧半部缩短，并且脊椎动脉在该操作期间在脊的腹侧表面产生深槽。
4 结论
颈椎病是由于颈椎椎间盘退行性改变，及其继发性病理改变累及其临近组织结构，刺激或压迫颈神经根、颈部脊髓、椎动脉或颈部交感神经等引起相应的临床综合征。颈椎病是一种发病率高且较复杂的疾病，因此充分认识其病理生理学、生物力学，有助于提高诊断及治疗水平。
参考文献
[1]White AA 3rd，Panjabi MM：Biomechanical considerations in the surgical management of cervical spondylotic myelopathy. Spine 13：856–860，1988.
[2]卢志明，唐占英，叶秀兰，等 颈椎病的发病机理及传统手法治疗研究进展[J].中华中医骨伤科杂志，2011，19（1）：61-64.
[3]应航，陈立，詹红生，等.颈椎间盘退变的形态学观察和生物力学研究[J].中国医学物理学杂志，2005，2（2）：460-463.
论文作者:张巍
论文发表刊物:《航空军医》2019年8期
论文发表时间:2019/9/23
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