脊柱真空现象临床研究进展

　　脊柱真空现象(VP)是指发生在椎体、椎间盘、关节间隙和椎管内的气体积聚。1%～3%的正常成人可发现椎间盘真空现象，在腰腿痛的老年患者中检出率可达20%。产生脊柱真空现象的病因多样，其与脊柱相关症状的疾病有密切联系，主要诊断依据来源于影像学检查。本文通过近年来国内外对于脊柱真空现象的临床研究总结，分析引起脊柱真空现象的病因、临床表现及相关影像学特点，进而为临床上与该现象相关疾病的诊断与治疗提供积极的参考。

　　疾病概述

　　脊柱真空现象(VP)是指发生在椎体、椎间盘、关节间隙和椎管内的气体积聚。Fick在1910年首次描述了牵引下肢时关节内的真空现象。1937年Magnusson首次描述了椎间盘真空现象。而Knutsson在1942年首次提出椎间盘真空现象是椎间盘退行性变的重要标志。在正常成人中1%～3%可发现椎间盘真空现象，在腰腿痛的老年患者中检出率可达20%，其中以L4、5和L5S1多见。

　　Ford和Goodman对1614个腰骶骨的X线片进行研究发现3.28%患者中椎间盘内存在气体，背伸站立位时更容易发现。Marr对2419例患者的卧床屈曲位X线片检测到2.026%发现真空现象。Gershon－Cohen等对130例无症状的老年患者进行检查，发现其中20.8%椎间盘内气体。FordLT指出真空现象的气体中，细胞外液气体以氮气含量最高，氮气较少参与机体代谢，所以最容易释放出来，同时证实气体大部分为氮气，其余为氧气、二氧化碳。

　　病因

　　产生脊柱真空现象的病因多样。现在普遍认为脊柱真空现象与脊柱退行性变密切相关，但也不能排除与骨折、骨髓炎、多发性骨髓瘤、关节渗出、韧带撕裂、代谢性疾病、Schmorl结节、感染、手术原因等的关系。

　　椎间盘真空现象  随着脊柱退行性病变的发展，髓核不断缩水、干燥，出现小裂隙，使椎间盘局部的应力分布发生改变，导致椎间隙塌陷或者椎体相对滑移。局部解剖形态的改变牵拉椎间盘组织致使裂隙进一步增大，期间压力随着裂隙的增大不断降低，周围组织中的气体便通过压力梯度弥散至低压力区，进而形成了椎间盘局部真空现象。随着椎间盘内的裂隙不断扩大，导致纤维环局部薄弱甚至破裂，椎间盘内的气体可通过纤维环裂口溢出并进入呈负压状态的椎管内硬膜外腔。

　　因椎管内缺少对气体再吸收的血管网，聚集的气体可持续存在。此外，产生椎间盘真空现象的原因还包括感染、创伤、Schmoral结节、急性椎间盘突出及椎间盘切除术后等因素。终板与椎间盘的营养供应关系密切，成人的椎间盘仅有纤维环周围的小血管穿入，其营养主要通过椎体内血管经软骨板弥散而来。国外学者Li推测终板的退变可能是导致椎间盘真空现象发生的原因。由于终板的硬化和细胞因子的活化，椎间盘－终板界面的血管逐渐被破坏，椎间盘细胞的营养供应受阻，引起代谢紊乱，局部形成的低氧和高乳酸状态引起细胞的活性降低，导致细胞外基质逐渐减少，表现为髓核脱水干燥及椎间高度的丢失，最终导致椎间盘真空现象。

　　椎小关节真空现象  椎小关节发生退变(骨关节炎)时，由于关节排列错乱形成了间隙，此间隙增大后导致细胞外液释放气体出来并通过压力梯度进入到椎小关节产生真空现象。椎小关节内的气体可通过小关节局部的薄弱点进入椎管，或者通过挤压黄韧带压迫相邻的神经根。

　　骨内真空现象  主要由骨质疏松或伴有压缩性骨折引起血液循环障碍而导致骨质缺血性坏死，产生裂隙而形成真空现象。LibicherM等学者通过对椎体压缩性骨折合并椎体缺血性坏死患者椎体内真空现象的研究，提出压缩性椎体内真空现象的病理机制可能是椎体在损伤因素作用下椎骨缺血性坏死，同时伴随椎体塌陷椎间盘疝入椎体内。

　　硬膜外真空现象  即椎管内积气，这种情况相对少见，椎间盘内的气体可通过纤维环裂口溢出并进入呈负压状态的椎管内硬膜外腔，椎小关节内的气体也可通过小关节局部的薄弱点进入椎管。椎管内积气多由外来因素所致，包括脊柱肿瘤、胸椎术后、肠坏死、对应真空节段椎间盘突出、脊柱周围组织产气菌感染等情况。

　　影像学表现

　　脊柱真空现象的主要诊断依据来源于影像学检查。包括X线平片、计算机断层摄影(CT)、核磁共振(MRI)等，其中CT是鉴别脊柱真空现象的金标准。

　　X线片表现  椎间盘真空现象X线片大多表现为条状气体密度影。椎体处于过伸位或牵拉状态时气体影增大，屈曲位则变小。患者X线片上均伴有不同程度的椎体骨关节病，多数患者有脊椎侧弯或者生理曲度变直的改变，此外还有伴随椎体边缘唇样或棘样骨质增生，椎间小关节增生变尖，椎间隙变窄或前窄后宽，髓核及纤维环钙化等情况出现。腰椎椎间隙积气征象，可单个椎间隙也可多个椎间隙同时出现，其发生与椎体活动度与椎间隙软骨厚度具有相关性。表现为窄条样透光线影，紧靠椎板的上缘，大部分位于椎体上缘呈类圆形黑斑影或小气泡样影，椎体边缘常伴随有骨质增生、硬化，其中以L3～5椎体前上缘最为多见，胸椎少见。

　　CT表现  对于脊柱椎管内积气，因硬膜外腔的组织结构疏松以及气体的性状，CT扫描时气泡表现为椎体后缘大小不一的圆形低密度影，位置较为分散，气泡可至相应椎间层面甚至相邻椎体间。对于椎间盘真空征，多见于L4、5、L5S1椎间盘，气泡偏大者多数为不规则形状，气泡小者多数较规则呈圆形或椭圆形。气泡边缘清楚无硬化，与周围组织界线清楚，其共同点为各部位的低密度影，CT值多在－300HU以下，常合并有椎间盘膨出或突出。对于椎小关节真空现象，表现为关节腔形态的弧形状低密度影，部分伴有椎体滑脱及腰椎侧弯的改变。而骨内真空现象表现为椎体及附件内类圆形低密度影，一般位于边缘处及骨与软组织交界位置。CT扫描具有密度分辨率高，可以明确区分气体和椎间盘与其他组织的优点，能够确定积气的位置、大小和数量，观察气泡与硬膜囊和神经根的位置关系，为临床进一步的诊疗方案提供可靠的依据。

　　MRI表现  脊柱真空现象的MRI表现，其共同点为脊柱相应部位的水平条状T1或T2加权相的低信号强度区。椎间盘真空现象表现为不规则或点片状低信号强度区，积气多者其大气泡可推挤椎间盘，其椎间盘膨出大小明显重于积气少者。表现为偏心单气泡型者，在气泡端局部膨出的椎间盘较明显，而中心气泡型者则多为均一膨出，说明气泡所在部位为椎间盘退变发生的核心区域。椎小关节真空现象表现为与关节腔形态相符的圆点状或弧形状低信号强度影，多见于腰椎小关节腔。骨内真空现象指椎体或附件内(关节突、横突、棘突)的气体影，表现为相应部位小的圆形低信号强度影，常位于骨与软组织交界处。椎管内真空现象表现为椎管内椎体后缘的小圆形低信号强度影，多数病例均伴有不同程度的椎体和小关节突骨质增生、椎间盘膨出或突出及椎管狭窄等退行性变。SakamotoFA还提出梯度回波核磁共振(GRE－MRI)，对VP的检测具有高度的敏感性，其表现为关节处某区域信号强度的减弱，如果患者仅做MRI检查，GRE－MRI是辨别VP所必不可少的选择。

　　临床相关性

　　脊柱真空现像与脊柱相关疾病有密切联系，脊柱真空现象的定位和临床表现可作为判断脊柱相关病变的精确指标。但脊柱真空现象应注意与肠积气、皮下脂肪等的鉴别诊断。

　　椎间盘发生退变或者损伤导致的椎间盘裂隙是盘源性下腰痛的首要原因，而真空现象能够反应椎间盘的退变，因此真空现象对诊断盘源性下腰痛有重要意义。国外学者GohilI指出椎间盘真空现象引起的症状可能随天气的变化以及患者晨起站立或翻转时而产生变化。OhbaT等的研究表明，L5S1椎间孔狭窄的患者其椎间盘发生真空现象的可能性高达95.2%。

　　腰椎间盘真空现象大多合并椎间盘膨出或突出，少数没有椎间盘改变的患者也可能有真空现象。椎间盘积气的发生率随年龄增加而递增，但男女发生率无差别。椎间盘真空现象在退变性腰椎侧凸的分布主要集中在主弯凹侧和代偿弯的凹侧，与Modic改变在退变性腰椎侧凸的分布具有一致性。D’AnastasiM经研究指出椎间盘真空现象与引起ModicI型改变的相关疾病关系密切。椎间盘真空现象多见于老年人，由此可以认为与退行性病变有关。故当发现椎间盘内气体时，提示椎间盘老化变性。年轻患者出现椎间盘真空现象应示为一种病态或提前老化。但SofflerC也指出，椎间盘真空现象虽然能反应椎间盘的退变或者急性突出，但却不是特有的指标，因此不能将椎间盘真空现象等同于椎间盘的退变或者急性突出。此外，椎间盘真空现象对腰痛患者的预后具有一定的指导意义。

　　椎小关节内气体由关节排列错乱引起，当出现小关节真空现象时提示关节软骨已发生退行性变。同时骨性关节面暴露产生的间隙导致关节面接触不稳，加上该部位的解剖学特点和自身重力的负荷，进而会引起相关椎体的逐渐滑移。而椎体滑移反过来加重小关节的异常负荷，致小关节病变进一步加重。如此恶性循环，导致真空现象越发明显。但须指出腰椎小关节出现真空现象引起的滑脱为假性滑脱，以L4、5椎体发生率最高，且为＜Ⅰ度的前滑脱。腰椎关节周围积气现象，若短期复查没消失，作者认为是关节退行性变的表现征象之一。关节积气征发生于腰椎年轻患者时，这种椎间隙积气征对诊断椎间盘变性有参考价值，不仅提示软骨退行性变，还有发生椎体滑脱可能。

　　一般情况下椎体的肿瘤或炎症不会出现真空现象，以此可用来鉴别良性压迫性骨折和恶性病理性骨折。骨内真空现象以老年人多见，多伴骨质疏松。因此椎体内出现气体影，年轻人首先要想到外伤史，老年人多由骨质疏松引起。LibicherM等在研究骨质疏松患者中椎体真空和骨坏死影像学、组织学的相关性后提出，椎体真空现象提示了合并有塌陷不愈合和假关节形成的椎体缺血性坏死。椎体内真空现象一般认为是缺血性骨坏死的影像学表现，同时也极大暗示Kummell病存在的可能。椎体内的真空现象提示椎体的长时间缺血，是局限性骨坏死的特征性X线征，出现该征象可排除肿瘤或炎症所致的椎体塌陷、变形，并可排除急性椎体压缩性骨折。

　　椎管内真空现象少见，大量的椎管积气可压迫脊髓及神经根，国外学者LeeCW等有显微镜下椎间盘切除术后患者腰椎椎管内积气卡压脊髓神经根出现症状的报道;BelfquihH、YunSM有腰椎椎管内积气引起腰骶神经根症状的报道。GohilI等提出脊柱真空现象中潜在气体的形状对相关联疾病的诊断有重要意义。如椎管内线状的真空现象可能高度提示为良性结果，而气泡样真空现象则高度提示可能与感染有关。椎管内积气多由外来因素所致，故诊断过程中首先应排除由脊柱肿瘤、脊椎术后、肠坏死、脊柱周围组织产气菌感染等情况引起的椎管内真空现象。此外须警惕由外伤性韧带撕裂引起的椎管内气体影。