颈椎横孔韧带显微解剖与MRI对照观察

李俊林 王丽娜 欧阳雪晖 张晓琴 郭世欣

关于颈椎横孔韧带的研究比较少，当前只是见于个别报道颈椎横孔韧带解剖学方面的研究[1]，相关横孔韧带影像学方面的研究更是非常罕见。许多研究者认为腰椎横孔韧带的存在可能是卡压神经根造成腰腿痛的潜在性致病因素[2]。而根据Shi 等人最新的研究发现[2]，颈椎横孔韧带发生增生肥厚时，很有可能造成相应颈神经前支的卡压，从而产生相应的临床症状，引起神经根型颈椎病。所以说探讨颈椎横孔韧带的影像学表现的研究将有助于提高神经根型颈椎病的诊断和治疗水平，具有重要的临床应用价值。磁共振三维稳态采集快速成像（3D fast imaging employing steady-state acquisition，3D-FIESTA）序列因其具有较高的软组织的分辨率，能够更加清晰地显示解剖细节，并且因其扫描时间短，在临床上得到越来越多的应用[3]。我们应用3D-FIESTA序列对颈椎椎间孔区域扫描，观察其对颈椎横孔韧带的显示效果，通过与尸体标本解剖结果对比，评价3D-FIESTA序列显示颈椎横孔韧带的能力。证实MR 3D-FIESTA序列扫描图像能够清晰显示颈椎横孔韧带，具有较高的临床应用价值，为后续横孔韧带的研究提供影像理论基础。

方 法

1．研究对象

选取6具南方医科大学解剖教研室提供的成人完整颈椎防腐标本（男3 具，女3 具，年龄40～72岁，平均58岁），排除颈椎外伤、畸形、手术等情况。

2．磁共振检查方法

采用GE Signa HDxt 3．0T超导磁共振成像仪，应用16通道头颈联合相控阵线圈，使用3D-FIESTA序列对标本分别进行颈椎横轴位及斜矢状位扫描。3D-FIESTA序列扫描参数如下：重复时间（time to repetition，TR）6．1ms，回波时间（time to echo，TE）1．5ms，反转角 60°，视野 FOV14．0，矩阵512×512，层厚0．8mm。斜矢状位扫描方向与正中矢状位成角约26°～47°，保证扫描方向与椎间孔走行方向大致平行，扫描平面与椎间孔轴向垂直。扫描范围：双侧椎间孔区全部被覆盖。放射学家通过Advantage Workstation（ AW 4．4 工作站）系统观察横孔韧带。观察横孔韧带插入位置、形态及走行方向。

3．颈椎标本的大体及手术显微镜下解剖学观测

将MR 3D-FIESTA序列扫描完的颈椎标本进行解剖，首先在标本上大体解剖出C5～C8颈神经前支，然后在手术显微镜下沿各节段颈神经前支走行方向逆行解剖剥离至椎间孔处，保留神经根，去除神经根周围的血管及疏松结缔软组织，仔细寻认并观察神经根周围韧带样结构，记录每个节段椎间孔内韧带的插入位置、形态、数目和走行方向等。

4．以解剖学观察到的结果评估MR 3D-FIESTA序列显示横孔韧带的能力

将颈椎尸体解剖观察到的横孔韧带作为对照标准，评估MR 3D-FIESTA序列显示韧带的能力。分别计算特异性，即标本不存在韧带时，3D-FIESTA序列鉴别没有韧带的能力；敏感性，即标本存在韧带时，3D-FIESTA序列显示发现韧带的能力；阳性预测值，即放射学家在影像上确定韧带存在时，这条韧带实际存在的概率；阴性预测值，即放射学家在影像上确定不存在韧带时，这条韧带实际不存在的概率；准确率，即放射学家正确辨认韧带的能力，也就是说，当韧带存在时放射学家能够确定韧带的能力，当韧带不存在时放射学家确定韧带不存在的能力。相关这些参数的公式，和每一个公式的简单描述如下：a表示真阳性；b表示假阳性；c表示假阴性；d表示真阴性。通过以上参数计算：特异性=d/b+d；敏感性=a/a+c；阳性预测值=a/a+b；阴性预测值=d/c+d；准确率=a+d/a+b+c+d。这些值通过百分比来表示。通过分析比较这些数值，探讨MR 3D-FIESTA序列对颈椎横孔韧带的显示能力和准确度。

结 果

1．MR 3D-FIESTA序列扫描结果

MR 3D-FIESTA序列扫描图像中，横孔韧带的信号与神经根信号不同，表现为低信号的线条样结构（图1）。在48个椎间孔MR影像学表现中共发现横孔韧带信号影15个。各椎间孔发现横孔韧带数目见表1。

2．颈椎尸体标本解剖学研究结果

在6具颈椎尸体标本中，C4～T1的48个椎间孔中（每个颈椎标本单侧C4～T1节段共4个椎间孔，两侧共有8个，6个标本共48个椎间孔）共出现横孔韧带（图2、3）19条。颈椎横孔韧带起自上位横突前下缘止于下位横突前结节上缘与椎体相交处或下位横突后结节上缘，大部分从颈神经根腹侧通过，个别从神经根的背侧通过，与神经根呈“十字”形相交，韧带背侧与神经根之间有时存在纤维连接。横孔韧带的出现率个体差异较大，有些颈椎标本可以有多条横孔韧带，而有些标本却一条都没有。在本项研究中发现，绝大部分一个椎间孔可以有1条横孔韧带，甚至没有，但我们也发现有一个颈椎椎间孔外同时包含两条横孔韧带的情况。在本项研究中C4～T1各节段椎间孔横孔韧带出现率见表2。

图1 A和B为3D-FIESTA多平面重组图像横轴面和斜冠状面像。C6～7左侧椎间孔区神经根（N）表现为稍高信号，前上方呈带状低信号结构为横孔韧带（箭）。横孔韧带起于C6横突下缘止于C7横突前结节前上缘。图2 C6～C7右侧椎间孔外显微解剖结构图。横孔韧带(箭)位于神经根(N)前上方，呈带状结构，起于C6横突前下缘，斜形走行，止于C7横突前结节上缘与椎体相交处。

图3 C6～7右侧椎间孔外解剖图（A）和3D-FIESTA多平面重组显示的斜冠状面（B）、斜矢状面（C）和横轴面（D）。横孔韧带（箭）呈条带状结构，位于C7神经（N）前方，起于C6横突前结节前下缘，斜向下走行，止于C7横突前结节前上缘。图C示横孔韧带卡压C7神经前缘，致其前缘变平。神经根（N）为稍高信号，横孔韧带（箭）为低信号。

表1 MR扫描图中各节段横孔韧带数目

表2 解剖示C4～T1各节段椎间孔横孔韧带数目及出现率（n=12）（6具标本两侧共12个）

表3 放射学家在MR 3D-FIESTA序列上对颈椎横孔韧带显示的特异性，敏感性，阳性预测值，阴性预测值和准确率

3．颈椎标本解剖学观察结果与MR 3D-FIESTA序列扫描结果进行对比

颈椎尸体解剖结果显示6具标本48个椎间孔内有18个椎间孔存在19条横孔韧带（其中一个椎间孔同时出现两条横孔韧带）。因此，真阳性（a）+假阴性（c）=19。通过计算显示横孔韧带的真阳性14（a），假阳性（b）1，假阴性（c）5，真阴性（d）28。图3显示部分颈椎标本横孔韧带的解剖图与相对应的MR 3D-FIESTA序列显示韧带图。3D-FIESTA序列对颈椎横孔韧带显示的特异性、敏感性、阳性预测值、阴性预测值和准确率见表3。

讨 论

横孔韧带这个概念的提出，首先是由Golub从腰椎椎间孔区发现并命名[4]，而且当时的研究学者认为，横孔韧带是人体的非正常组织。之后，因许多学者对横孔韧带的关注和深入研究，发现横孔韧带属于人体的正常组织结构[5]。根据最近Shi 等人对颈椎椎间孔区横孔韧带的研究[2]，其出现率约23．8%，而且下颈椎出现率较高，这些部位正好是臂丛神经根走行的部位。神经根型颈椎病的临床症状也往往多发生于下颈椎，因此，关于本项横孔韧带的研究，我们也选择了下颈椎，即C4～T1椎间孔区作为研究对象，尸体标本解剖显示C4～T1椎间孔区横孔韧带的出现率约39．6%。Shi 等人是研究的整个颈椎椎间孔区，我们的研究仅是对下颈椎做研究，所以横孔韧带出现率的数据要高于Shi 等人研究的数据。

关于横孔韧带在影像学方面的研究，早期有学者Cramer 等人在低场MR上分析横孔韧带显示的准确率为87%[6]。Bruce 等[7]研究了冰冻后人体标本的腰椎神经孔韧带，首先通过CT和MR扫描标本，然后采用冷冻切片机获得与扫描一致的断面标本，对照标本与影像，分析神经孔韧带在CT和MR上的影像表现，最后得出结论，位于椎间孔区的神经孔韧带有可能是引起神经根卡压的因素，同时他们分析，对于神经孔韧带的显示，MR较CT好，MR可以更清楚地显示出神经孔韧带与神经根两者的相互关系。Bruce等人所说的神经孔韧带，是指位于腰椎椎间孔内的韧带，而颈椎椎间孔与腰椎椎间孔的解剖结构存在差异，我们所研究的横孔韧带与他们所说的横孔韧带类似。Bruce 等人对神经孔韧带的研究，首先是在断层标本上确定韧带，然后再从对应的CT和MR上寻找韧带影像，只是分析了CT和MR上神经孔韧带的影像表现，没有研究CT和MR对神经孔韧带的显示能力。在当前影像学的研究方面，对于软组织的显示，无论从信噪比还是分辨率，MR要远远强于CT，特别是对于软组织细微解剖结构的显示MR更好。

关于横孔韧带的研究，当前主要是限于解剖学方面的研究，以腰椎椎间孔区较多[4，7]，胸椎次之[5]，颈椎椎间孔区的研究最少[2，8]，而横孔韧带相关影像学方面的研究更少[6-7]，而对于颈椎横孔韧带的MR研究，还未见有其他学者在高场MR上研究分析。颈椎椎间孔区的解剖结构不同于胸椎和腰椎，相对来说比较复杂，特别是椎间孔区的软组织结构较为细微，因此，当前只有个别解剖学者对其进行了分析和研究，常规MR扫描对于这些解剖结构的显示还比较困难。近年来，随着磁共振的发展和新技术的推广，特别是高场磁共振3D-FIESTA序列的应用，为软组织细微解剖的显示提供了可能。3D-FIESTA序列在软组织的显示方面，具有高信噪比、层厚薄、多平面重建等优点，更加有利于像横孔韧带这种细微解剖结构的显示。我们应用GE公司3．0T MR扫描仪，通过3D-FIESTA序列扫描，层厚0．8mm，对颈椎椎间孔区的软组织结构显示清晰，可以明确显示颈椎横孔韧带。因实验对象和MR操作上安排的困难，本课题研究仅使用了6具颈椎标本，但我们是把颈椎椎间孔作为研究对象，共计48个颈椎椎间孔，分别进行3D-FIESTA扫描和显微解剖，因此48个独立的研究对象也能够得出有意义的研究结论。

相关颈椎横孔韧带的解剖学者认为，神经根型颈椎病患者引起神经卡压的一部分因素很可能是由于横孔韧带增生、肥厚所造成的[2，7]。因颈椎椎间孔区解剖结构的特殊性，即：椎间孔区出口通道空间相对固定，穿行椎间孔区的结构包括神经、血管、横孔韧带、辐射状韧带等软组织结构数量亦相对固定，如果横孔韧带发生肥厚、硬化等所致增粗，必然会造成其所占出口通道空间的比例增大，势必会引起神经结构卡压，从而产生相应的临床症状。同时，我们也认为，颈椎椎间孔区横孔韧带的增生肥厚是引起神经根型颈椎病神经卡压机制的重要因素，因此，横孔韧带的存在是引起神经根型颈椎病的潜在性因素。在外伤、退变等病理状态下，存在横孔韧带的椎间孔引起神经卡压要比没有横孔韧带的椎间孔更容易发生。临床上，因椎间孔区组织结构退变所引起的神经卡压而产生颈肩痛等临床症状，相当一部分就是因为横孔韧带的增粗所造成的，而横孔韧带在颈椎椎间孔区的发生率，C4～T1椎间孔区较高[6]，而此区域正好是臂丛神经发出的部位，因此，臂丛神经更容易受到卡压。在临床上，如果排除间盘病变、骨质增生等原因所造成的神经根型颈椎病患者，存在颈肩痛等临床症状，同时椎间孔挤压实验和臂丛神经牵拉实验表现为阳性，这种情况，应该考虑到颈椎横孔韧带增生肥厚可能引起神经卡压而产生的临床症状的可能性。

在我们的3D-FIESTA序列成像中，横孔韧带表现为低信号，边界清楚，信号均匀。3D-FIESTA序列的信号强度与T2无关，而与T2/T1有关[9]。我们之前对椎间孔外韧带进行相关组织学研究显示，横孔韧带的纤维较致密，含液体成分较少，T2/T1值没有增加，因此，主要表现为类似纤维的低信号。

我们所研究的颈椎防腐标本，颈椎椎间孔区的解剖结构属于完整保留，但是标本的皮肤、皮下脂肪及部分颈部肌肉、血管被解剖剔除，另外由于标本防腐年限较长，不能除外有部分气体进入椎间孔区，也不可避免福尔马林液体渗入到椎间孔区的组织结构，因此这些外来因素有可能会对颈椎正常组织结构的磁共振信号产生干扰，相对来说干扰较重的是福尔马林液体，其只会对信号强度也许有影响，但并不影响解剖结构相互关系的观察。在本项目研究中，对影像学的评价是由一名专门经过解剖与影像对照观察培训过的放射医师完成的，相对来说，所得到的数据较为理想，要高于实际工作中未经培训的放射学家观察到的数据。但是，随着横孔韧带的进一步研究及相关知识的普及，我们相信最终的数据结果应该与研究中所得数据接近。

颈椎横孔韧带的发生，以C4～T1段椎间孔处较多。MR 3D-FIESTA序列可以清晰显示颈椎横孔韧带，具有较高的临床应用价值。通过3D-FIESTA序列扫描颈椎椎间孔区，放射学家确认横孔韧带存在的概率约为93%；反之，该椎间孔外仍有15%的可能存在横孔韧带。