三柱理论及脊柱骨折影像要点（分类、时期、原因）！

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本文为《影像诊断技巧 要点与盲点2》读书笔记，由影像汇公众号整理排版，仅供个人复习查阅，转载请注明出处。

我们先以腰椎为例学习一下正常的解剖结构及其要点。

关键点

脊椎的解剖结构

• 椎骨由椎体和椎弓组成。椎弓后方正中有棘突，外侧有横突，上方和下方分别延伸有上关节突和下关节突，相邻的关节突构成关节突关节（图12-1，12-2) 。

• 椎体和椎间盘的前面和后面分别附着着前纵韧带和后纵韧带，它们贯穿脊柱，椎管后方附着着V 字形的黄韧带（图12-2) 。上、下两个棘突间有棘间韧带，棘突前端有棘上韧带。

• 由椎体（椎间盘）和椎弓围成的部分称为椎孔，其上下相连形成椎管，脊髓和马尾在其中通过。椎管分为脊髓和马尾所在的中央管（中央区域）和外侧区域，外侧区域分为外侧凹陷、椎间孔和椎间孔外。中心性狭窄会导致脊髓和马尾症状，外侧狭窄会导致神经根症状（注意症状不同）。

了解完解剖，我们来看病例1。

60岁女性，从楼梯上摔下导致腰痛且无法活动，被送至急诊。

上图，L2椎体压缩性骨折，由于有向后突出的骨碎片，椎管也变狭窄了（红圈）。

广义上可以将这个病例理解为压缩性骨折，但我认为最准确的说法应是爆裂性骨折。

关于胸椎和腰椎损伤，Denis的“ 三柱理论(three column theory) '在很久以前就被推崇了，所以在这里要记住。

关键点

三柱理论

Denis将脊椎分为以下3个柱，根据受损柱的数量和部位来评估外伤时脊柱的不稳定性。

• 前柱(anterior column)：包括前纵韧带、椎体前1/2和椎间盘前1/2。

• 中央柱(middle column)：包括椎体后1/2、椎间盘后1/2 和后纵韧带。

• 后柱(posterior column)：包括椎间关节、关节囊、黄韧带、棘突、棘上

韧带和棘间韧带。

中央柱被认为是特别重要的结构，累及中央柱的外伤为不稳定损伤。根据三柱理论，胸椎和腰椎损伤大致分为压缩性骨折(compression fracture)、爆裂性骨折(burst fracture)、安全带型损伤(seatbelt-type injury)和骨折脱位(fracture-dislocation)。如下图：

压缩性骨折：以前柱受损为主的稳定损伤。在屈曲位，由于垂直性压力增加，椎体后缘的高度保持不变，椎体呈楔形变，但骨质疏松症引起的压缩性骨折有时会造成椎体的鱼椎化或扁平化。

爆裂性骨折：轴向的负荷造成前柱和中央柱损伤的情况，属于不稳定损伤，游离的骨片突出到椎管内，可能出现椎管压迫症状。大多数需要进行手术治疗。

安全带型损伤：车辆紧急刹车时，脊椎以安全带为轴折叠，牵引力对后柱和中央柱造成损伤的情况，属于不稳定损伤，可分为只损伤骨性结构的类型、只损伤韧带的类型和两种结构都损伤的类型，只损伤骨性结构的类型称为Chance骨折。

骨折脱位：三柱全部损伤的情况，属于不稳定损伤，多表现为神经症状，用MRI等进行神经损伤评估也是必要的。

在病例1中可以看到前柱和中央柱都有损伤，相当于爆裂性骨折。

Denis的分类简单，容易理解，再现性也很高。但因为它过于简单，所以不适用于复杂骨折的评估，还有一个问题， 就是没有提到后方韧带的损伤。

我们再来看病例2。70岁女性，主诉跌倒后腰痛，无恶性肿瘤病史。

上图，X线片中，T12椎体和L3的椎体有楔形变，所以诊断为压缩性骨折。

我们注意到，上图3为磁共振STIR序列，我们来了解一下相关知识。

STIR是利用水和脂肪的纵向驰豫时间差异进行的非选择性脂肪抑制法。病变在T2加权像中呈高信号的情况比较多，而正常的脊椎（反映脂肪髓）在T2 加权像中也呈高信号，所以如果同时使用脂肪抑制，就可以突出病变。虽然省略了其他详细内容，但是STIR与通常的化学位移选择饱和技术(chemical-shift selective saturatiion, CHESS)相比，更容易得到均匀的脂肪抑制，所以在脊椎区域经常使用。

关键点

脊椎MRI信号模式特点

通常成人椎体中的骨髓是黄骨髓（脂肪髓），因此在T1加权像和T2 加权像中呈高信号，在STIR序列像中呈低信号。未成年人的骨髓多为红骨髓（造血髓），在T1加权像中呈低信号，在STIR序列像中呈高信号。另外，成人因贫血而需要红骨髓造血时，黄骨髓也可以转化为红骨髓。另外，除了贫血以外，其他原因也会引起这种变化（下表)。

椎间盘由髓核和围绕髓核呈同心圆状的纤维环形成。T2加权像中髓核呈高信号，纤维环呈低信号。成人的髓核中央通常可见带状T2加权像低信号像（下图绿色箭头），但在椎间盘变性和椎间盘炎等情况下，该信号会消失。

回到病例2，我们注意到，X线片中，T12椎体和L3的椎体有楔形变，所以诊断为压缩性骨折。但是，T1图像中，T12椎体信号正常、呈高信号，STIR序列像中呈低信号；而L3椎体的一部分在T1加权像中呈不规则的低信号，在STIR序列像中呈明显的高信号，这是反映骨髓水肿的改变，提示L3椎体的压缩性骨折处于急性期。

该异常信号在一个月后会逐渐不明显，最终会呈现脂肪髓的信号。单纯的X线片很难判定骨折的时期，但是通过MRI图像可以在一定程度上了解骨折的时期。

反过来说，如果经过观察，椎体的异常信号没有恢复，那又该如何考虑呢？

那么这个时候就应该考虑骨肿瘤（特别是转移性肿瘤）等引起的骨折，也就是病理性骨折。

由转移性骨肿瘤等引起的病理性骨折和由外伤或骨质疏松症引起的压缩性骨折，在一定程度上可以通过影像检查进行鉴别，因此有必要了解其区别。让我们看看下面的病例吧。

病例3，60多岁女性。因肺癌正在医院接受化疗。一个月前开始出现腰痛， 逐渐加重，后到门诊就诊。

上图，L2椎体压缩性骨折（红圈），椎体后缘向椎管内膨胀，导致椎管狭窄，很可能是这个原因引起这次的临床症状。另外，可见T10、T12的一部分和L5椎体在STIR序列像的信号增高（红箭头）, 特别是T12病变在T1加权像中信号也有减弱（左图红箭头），这些被认为是骨转移的表现。

在此让我们记住病理性骨折与骨质疏松症和外伤引起的压缩性骨折的区别。

关键点

转移性骨肿瘤病理性骨折与骨质疏松、外伤引起的压缩性骨折鉴别点

1.椎体的信号强度。发生病理性骨折时椎体的信号强度经常是异常的，而骨质疏松症或外伤引起的压缩性骨折则只在急性期出现异常信号。在急性期，仅凭信号强度往往难以鉴别两者。

2.椎体内的异常和正常信号区域的分界线。一般来说，椎体内异常和正常区域的分界线与椎间盘平行的是骨质疏松症和外伤导致的压缩性骨折，在发生病理性骨折的情况下，其分界线垂直于椎间盘（上图T10椎体转移灶和正常骨髓的分界线就是垂直于椎间盘）。

3.椎体背侧的形状。骨质疏松症和外伤导致的压缩性骨折中，椎体被压缩时背侧呈矢状位，呈直线状，而 病理骨折呈背侧凸出的圆弧状。如下图对比，左侧病理性骨折，右侧外伤压缩性骨折：

4.向后方要素的进展。椎弓和棘突发生肿瘤转移的情况也比较多，也有后方要素最先出现病变的情况。骨质疏松症和外伤引起的压缩性骨折中，后方要素通常是正常的。如下图在L2水平发现左椎弓根的STIR信号上升，提示有转移。

5.椎体周围的软组织中有肿块形成。病理性骨折中，由于病变进展到椎体周围，有时会在椎旁区域形成肿块。骨质疏松症或外伤引起的压缩性骨折中通常不会出现肿块。

6.液体征(fluid sign) 。椎体内有液体储存在局限性的线状或三角形的空间内的情况被称为液体征，反映了在骨折的椎体内产生的裂隙的液体，在骨质疏松症和伴随外伤的压缩性骨折中比较常见(40%)，而在病理性骨折中比较少见(6%)。下图红圈内高信号即为液体征。

7.好发部位。骨质疏松症和伴随外伤的压缩性骨折大部分（约90%）发生在T11到L4水平。颈椎、胸椎和L5等椎体发生病理性骨折的可能性高。

把以上知识点组合起来，就基本可以鉴别病理性骨折和骨质疏松、外伤所致的压缩性骨折了。

小结

总结一下，在确定椎体发生压缩性骨折的情况下，首先参考三柱理论，判断是稳定损伤还是不稳定损伤。这时还要进行椎管的评估（评估狭窄的程度和部位，有无脊髓异常信号等）。另外，也有必要确认一下有没有病理性骨折的可能性。

END