脊椎と脊髄のX線検査

脊椎は24個の椎骨、仙骨、尾骨で構成されています。健康な人では、脊椎は特徴的な生理学的曲線を描きます。頸部と腰部では前方に、胸部と仙骨部では後方に伸びています。椎体の大きさは尾側、つまり下方に向かって徐々に大きくなります。レントゲン写真では、椎体はわずかに凹んだ側縁と丸みを帯びた角を持つ長方形の形状をしています。椎体の隣接する水平面は、レントゲン写真上で明瞭な幅広の輪郭を形成します（2つ目の輪郭は椎体の端の1つによるものです）。椎骨は前方で椎間板に、後方では2つの椎間関節を介して、一種の3関節複合体を形成しています。

椎間板は、主に中央部と後部に位置するゼラチン状の核、線維軟骨と、周縁部のコラーゲン繊維によって形成される線維輪、そして2枚の薄い硝子板から構成され、それぞれの硝子板（上部と下部）は対応する椎骨の水平方向のプラットフォームに密着しています。周縁部では、硝子板は椎骨の縁（縁骨）に囲まれています。椎間板の境界は、水平方向のプラットフォームの縁とほぼ一致するか、わずかに突出しています。

脊柱の前面と側面は、前縦靭帯に囲まれています。前縦靭帯は各椎骨の椎間板縁の上方に付着し、椎間板の上まで伸びています。薄い後縦靭帯は椎体の背面を覆い、椎間板に付着して脊柱管の前壁を覆っています。

脊椎と脊髄の橈骨解剖

脊椎のX線画像では、椎体の弓状部と突起が明瞭に写し出されます。直接投影画像では、棘突起が椎体の背景に投影され、それらを結ぶ線が椎体を2等分しているように見えます。椎体の左右半分の高さは通常同じです（側弯症がない場合）。椎体側面には、弓状部の根元と椎間関節の画像が重ねて表示されます。

CT検査では、脊柱管壁、神経根管壁、脊髄とその膜、そして複数の椎間靭帯の画像が得られます。断層画像では、椎体、椎骨突起、椎間関節、そして前方および後方の神経根が存在する脊柱管の側方陥凹を区別することができます。MRIは、椎間板の構造を直接観察し、あらゆる角度から脊髄実質の画像を取得できるため、さらなる可能性を広げます。脊柱の放射線画像の3次元再構成も可能になりました。

くも膜下腔、硬膜下腔、硬膜外腔の造影を行うために、これらの腔に放射線不透過性物質を注入し、その後、レントゲン撮影またはCT撮影を行います。このような組み合わせ、特に断層撮影と脊髄造影（くも膜下腔の造影）を組み合わせることで、脊髄表面の詳細な検査が可能となり、様々な断面における脊髄の直径、硬膜嚢の容積と形状、髄膜鞘を通って椎間孔に伸びる神経根の測定が可能になります。

曲げたり伸ばしたりすると、椎骨間の関係が変化し、これはX線写真で明確に確認できます。特に、曲げる際には椎間板の前部が狭くなり、後部が広がります。隣接する2つの椎骨とそれらをつなぐ椎間板の組み合わせは、通常、脊椎の運動節と呼ばれます。脊柱の様々な位置での画像（いわゆる機能的X線撮影）により、運動節の閉塞と不安定性、つまり隣接する椎骨に対する1つの椎骨の異常な変位を検出することができます。

脊髄と脊髄損傷

被害者の脊椎の放射線検査は、外科医または神経内科医（神経外科医）の指示に従って行われます。急性外傷の場合、検査のための患者の準備は必要ありませんが、搬送の基本原則、すなわち、被害者の体を水平にし、まっすぐに伸ばす姿勢を守る必要があります。検査は通常、X線検査室に搬送された時の姿勢で行われます。

古代から、脊椎損傷の検出には主に2方向からのX線撮影が用いられてきました。検査はまずこのX線撮影から始めることをお勧めします。従来のX線撮影では、脊椎の変形を評価し、椎体や椎骨突起の骨折、亜脱臼、脱臼を検出し、損傷の程度を明らかにすることができます。

近年、CTとMRIは特に重要になっています。脊髄外傷において、CTには紛れもない利点が数多くあります。まず、患者を水平に寝かせた状態で、操作を必要とせずに容易に検査を実施できることです。しかし、最も重要なのは、CTによって脊柱管壁、脊柱内および脊柱傍組織の検査が可能になることです。これらの部位の損傷の重症度と予後は、主に脊髄、脊髄膜、神経根の状態によって決まります。MRIでは、脊髄の全長にわたって、様々な投影法で画像を取得することができます。

レントゲン写真の分析における最初の課題は、脊柱の形状を確定することです。椎骨や周囲の靭帯、筋肉に損傷がある場合、脊椎の外傷性変形が発生し、正常な生理学的曲線が滑らかになったり消失したりし、通常は平坦で均一な弧を描く椎体背面の輪郭線が、損傷部位で真っ直ぐになったり曲がったりします。脊椎の靭帯装置の外傷性損傷を検出する重要な方法は、機能的レントゲン撮影です。これは、最大屈曲位と最大伸展位のレントゲン写真を撮影するものです。この検査により、不安定性の重要な症状、すなわち椎骨の1～2 mmを超える変位（通常は観察される）が明らかになります。

2つ目の課題は、椎体、椎弓、または椎突起の完全性の侵害を検出することです。損傷のメカニズムに応じてさまざまな骨折が発生しますが、圧倒的多数はいわゆる圧迫骨折です。圧迫骨折では、特に側面像において椎体の楔形変形が確認されます。楔形頂点は前方を向き、椎体の上部は主に扁平化しています。局所解剖学的状態の変化は、椎間関節の角状後弯および亜脱臼として表れます。損傷した椎骨の周囲の画像では、外側の輪郭が弓状の半楕円形の影、つまり傍椎体血腫の画像が目立つ場合があります。骨折した椎骨の高さで脊柱管の輪郭を特に注意深く確認する必要があります。脊柱管は狭くなっていませんか？さらに、骨折や椎間関節の脱臼、銃創の場合は異物の局在を見逃さないように、椎弓と椎骨突起の輪郭を注意深く検査する必要があります。

従来の画像は信頼できる診断ツールですが、CT スキャンでは損傷のより完全な画像が得られます。断層撮影では、脊柱体、脊柱弓、脊柱突起の骨折、そして最も重要な脊柱管壁の状態がより鮮明に強調表示されます。外傷性椎間板ヘルニア、硬膜外腔とくも膜下腔の血腫、脊髄の変位がはっきりと見えます。脊髄損傷をより正確に検出するには、くも膜下腔への造影剤の導入、つまり脊髄造影と組み合わせて CT スキャンを実行します。MRI を使用すると、脊髄造影を行わなくても脊髄損傷と髄内出血が認識されます。MRI では、除去に外科的介入が必要な損傷である外傷性椎間板ヘルニアと硬膜外血腫を検出できます。リハビリテーション期間中、通常、脳内出血の部位に外傷後嚢胞が発生しますが、これも MRI で検出されます。

脊椎性疼痛症候群

頸椎、胸椎、腰椎、仙椎など、脊椎のどの部位の痛みにも共通する原因は、脊髄、脊髄膜、そしてそこから伸びる神経根の圧迫であり、この圧迫は脊柱管の中心狭窄または側方狭窄によって引き起こされます。発達上の変異として脊柱管が狭い場合、それが原因となることがあります。

脊椎疼痛症候群の頻発は、脊椎の解剖学的構造の複雑さとその機能の重要性によって説明されます。頸椎だけでも、7つの椎骨に加えて、25の滑膜関節、6つの線維軟骨関節、そして多数の靭帯構造が存在することを指摘するだけで十分です。脊椎への過負荷、首と背中の筋肉の発達不全、そして多くの病理学的プロセスが、椎間板と関節の変性・ジストロフィー変化を引き起こします。関節では、まず滑膜炎として発現し、次に亜脱臼（不安定期）として発現します。椎間板では、機能障害と高さの低下、運動セグメントの不安定性として発現します。これらの変化は、脊柱管の動的狭窄、すなわち椎骨の屈曲、伸展、または回転中に発生する狭窄につながります。特に、上部関節突起は神経根を圧迫します。

その後、安定化期に入り、脊柱管の器質性狭窄が程度の差はあれ持続することを特徴とします。椎間関節においては、関節突起の肥大と骨棘の形成、特に下位関節突起における骨棘の形成が原因となります。狭窄は多くの場合、軟骨ヘルニアによって引き起こされます。ヘルニアとは、椎間板の一部が後方に突出し、脊柱管の中心狭窄を引き起こすか、または側方に突出し、側方狭窄と神経根が存在する脊柱管の狭窄を引き起こす状態です。椎間板ヘルニアの重症度には3つの段階があります。

1. 局所突出 - 椎間板のゼラチン状の核が平らになり、その結果、線維輪が脊柱管の腔内にわずかに膨らみます。
2. 突出 - ゼラチン状の核がより著しく平坦化しますが、これはまだ線維輪の中に残り、椎間板は脊柱管の腔内に著しく膨らんでいます。
3. 脱出、または突出した椎間板 - ゼラチン質の核が線維性椎間板を貫通しますが、後縦靭帯の内側に位置します。椎間板の断片化は、椎間板の一部が剥がれることと、遊離した断片（腐骨）が形成されることとに分けられます。

脊椎疼痛症候群を引き起こす疾患の診断と鑑別診断は、ほとんどの場合、放射線学的手法を用いて行われます。最初の方法は脊椎のサーベイX線撮影です。これにより、脊柱の形状を特定し、病変の存在と性質を確認し、CTおよびMRIによる検査レベルを概説することができます。

CTとMRIは、疼痛症候群の診断、より正確にはその性質を明らかにするための主要な方法となっています。脊柱管の計測、変形の程度と種類の判定、石灰化、靭帯肥大、軟骨ヘルニア、椎間関節症、脊柱管腫瘍の特定、脊髄の状態の評価など、放射線検査の能力は多岐にわたります。

脊髄造影CTと脊髄造影CTを組み合わせることで、ヘルニア、硬膜外・硬膜内・髄内腫瘍、髄膜瘤、血管変形などのくも膜下腔の変形を鑑別することが可能になります。外科的治療を計画する上で、CT検査結果がいかに重要であるかは明らかです。MRIでも同様の情報が得られ、特に頸椎神経根症においては、脊髄、椎間板ヘルニア、骨棘が断層像で明瞭に観察できるため、その有用性は極めて高いです。

患者が脊椎の痛みを訴え、神経学的検査や放射線学的検査で病理学的変化が認められない場合、特に高齢者においては、臨床的に無症状の脊椎腫瘍の転移は、通常、レントゲン写真よりもはるかに早期にシンチグラムで確認できるため、骨シンチグラフィーを実施することが常に適切です。したがって、脊椎性疼痛症候群の放射線検査の戦略は、放射線検査法の性能に基づいて選択する必要があります。

腰痛で医療機関を受診する人の大半は、変性病変を抱えている患者です。専門分野に関わらず、すべての臨床医は変性病変について概要を把握しておく必要があります。脊椎の変性病変は、脊柱の骨、関節、軟部組織全体を侵す複雑な病変です。主な病変部位に応じて、骨軟骨症、変形性脊椎症、椎間関節症、強直性骨増殖症（靭帯固定症）、椎間板石灰化の5つの病変を区別することが推奨されます。

椎間板のジストロフィー性変化は椎間板の機能不全につながり、これはまず機能的X線写真によって判断できます。脊椎の屈曲、伸展、または回旋運動中に、影響を受けた運動セグメントのブロックまたは不安定性が確認されます。これは、機能画像上で、隣接する2つの椎骨の関係がまったく変化しないか、逆に、一方の椎骨がもう一方の椎骨に対して滑り出すまで可動性が増加していることを意味します。このような滑りは偽性脊椎すべり症、つまり偽の滑りと呼ばれます。実際には、脊椎の発達に異常があり、椎弓の関節間部に隙間（欠陥）があり、その結果、椎骨が前方に滑り、つまり脊椎すべり症が発生する可能性があります。

骨軟骨症のもう一つの兆候は、椎間板の変性に直接関連し、椎間板の高さの低下です。椎体の終板が肥厚し、その下にある海綿状の骨組織が硬化します（軟骨下硬化症）。椎間板は十分な機能を発揮できなくなります。その代償として、椎体の縁に沿って骨の増殖が起こり、その結果、関節面が拡大します。これらの骨の増殖は主に脊椎の縦軸に垂直な方向、つまり椎体の水平面の延長線上にあります。

線維輪の繊維が破裂することで、軟骨が側方に突出することがあります。これが軟骨ヘルニアの形成過程です。発生部位によって、中心ヘルニア、後外側ヘルニア、外側椎間孔ヘルニア、外側椎間孔外ヘルニアに分類されます。軟骨塊が椎体の海綿状組織に侵入し、硬化縁に囲まれる場合もあります。このようなヘルニアは、研究した科学者にちなんでシュモールヘルニアと呼ばれています。しかし、臨床的に重要なのは主に後外側ヘルニアと後外側ヘルニアです。これらのヘルニアは、神経根、脊髄膜、脳組織の圧迫を伴うためです。前述の通り、これらのヘルニアはCT、MRI、脊髄造影検査で診断できます。

CT検査下で、経皮的介入処置（椎間板生検、椎間板切除術、化学的髄核融解術（椎間板核へのキモパイン酵素の導入）など）が行われます。場合によっては、椎間板の構造的病変の詳細を明らかにするために、穿刺によって造影剤を椎間板に注入し、検査部位のX線撮影を行うこともあります。このようなX線検査は椎間板造影検査と呼ばれます。

変形性脊椎症は、椎間板線維輪の末梢層が侵されることによって発症する適応疾患です。この疾患では、椎間板の高さはほとんどまたは全く低下せず、軟骨下硬化は認められませんが、X線写真では、上にある椎体から下にある椎体、つまり脊椎の縦軸に沿って位置する骨橋が観察されます。これらの骨橋は、前縦靭帯および傍脊椎組織の変性および骨化によって形成されます。

椎間関節症は、他の関節の変形性関節症と本質的に変わりません。関節間隙の狭小化、骨端線の閉鎖骨板の肥厚、軟骨下硬化、そして骨棘と呼ばれる辺縁骨の増殖を特徴とし、脊柱管の側方ポケット（陥凹）の狭小化や神経根の圧迫につながることがあります。

強直性骨増殖症（靭帯固定症、フォレスティエ病）は、多くの特徴において変形性脊椎症に類似しています。前縦靭帯下および椎前組織における骨形成も関与しますが、広範囲に広がり、通常は胸椎全体またはほぼ全体を覆います。椎間板石灰化の診断は難しくありません。椎間板内の石灰沈着は、画像や断層撮影で明瞭に確認できます。椎間板の擦り切れや乾燥により、椎間板に亀裂が生じることがありますが、石灰ではなくガスで満たされており、これもX線やCTで明瞭に確認できます。軟骨のジストロフィー状態のこの症状は、通常、真空現象と呼ばれます。これは、椎間板だけでなく、膝などの他の関節が影響を受ける場合にも発生します。

脊椎の炎症性疾患

脊椎の炎症性疾患の原因には、細菌、結核菌、真菌、寄生虫などがあります。無菌性脊椎炎は、関節リウマチや変形性脊椎炎などで稀に見られます。これらの疾患を早期に診断することは、適切な保存的治療または外科的治療を迅速に行うために非常に重要です。

放射線検査法の中で、主なものは、直接と側面の2つの投影による脊椎のサーベイレントゲン撮影です。この場合、椎体の骨パターンの構造、椎体の終板と椎間板の状態の分析に特に注意を払う必要があります。化膿性脊椎炎の最初の兆候は、びらん、破壊、軟骨下硬化、および終板の希薄化です。その後、プロセスは椎間板に移動し、椎間板は著しく狭くなります。化膿性脊椎炎では、椎間板の高さの低下が前面に出てきて、その後初めて辺縁骨の変化が明らかになります。化膿性脊椎炎における脊椎の放射線学的検査の重要性にもかかわらず、この場合に検出される疾患の兆候は臨床症状より2〜3週間遅れることに注意する必要があります。

CT検査は脊椎炎の診断において非常に限られた役割しか果たしません。CT検査で得られるデータは、病気が進行し、患部の椎体の断層像で不均一な破壊と硬化の領域が明らかになった場合にのみ有用です。この検査法を用いることで、単純レントゲン写真では確認できない傍脊椎膿瘍や硬膜外膿瘍を検出できます。脊椎炎が治癒すると、レントゲン写真やCTスキャンで骨硬化症、椎間腔の著しい狭小化、さらには骨強直が検出されます。

脊椎炎の診断において、より有用な方法はMRIです。MRIは椎間板、骨髄、および脊椎傍組織の病理学的変化を早期に検出するのに役立ちます。T1強調MRI断層像では、化膿性骨組織の融解領域は低密度病巣として、T2強調断層像では高強度領域として表示されます。

99mTcピロリン酸を用いた脊椎シンチグラフィーは、高い感度を特徴としています。シンチグラムでは、化膿性および無菌性骨髄炎、椎間板炎、腫瘍、変性過程、そして外傷性骨折や骨粗鬆症性骨折において、非常に早期に過固定帯を明らかにすることができます。しかし、この検査の特異度は極めて低く、その結果から特定の患者がどのような疾患に罹患しているかを特定することはできません。

結核性脊椎炎は、骨関節結核の最も一般的な症状であり、単純レントゲン写真では椎体の終板に軟骨下侵食および破壊領域が認められます。胸椎損傷の場合、これらの変化は椎体の前部で最も顕著であり、椎体の圧迫と隆起の形成につながります。腰椎では、椎体の破壊はしばしば中間部で起こり、その後軸方向の圧迫が生じます。結核性脊椎炎、そして一般的な結核性骨病変の一般的なレントゲン写真上の背景には、レントゲン写真における骨組織の透明度の増加が見られます。このような透明度の増加は、骨組織の希薄化の特定の形態である骨減少症の兆候です。

椎間板の狭窄は、化膿性プロセスの場合よりもはるかに遅く発生します（ちなみに、これは上記の疾患の鑑別診断を容易にします）。結核性脊椎炎の特徴的な兆候は、傍脊椎膿瘍です。膿瘍は通常、濃い両凸の影のように見え、その最大直径は脊椎の罹患部分の直径に対応します。しかし、結核性膿瘍はしばしばかなりの距離にわたって広がり、腰筋、胸膜下腔、胸部、鼠径部、さらには膝窩にまで浸透します。場合によっては、これらの膿瘍に石灰が含まれているため、X線写真での認識が容易になります。結核性脊椎炎を診断する主な方法は、放射線学的検査、つまり概観X線写真と線状断層撮影です。上記のすべての変化はATとMRIによってより明確に認識されますが、これらはこの疾患では補助的なものにすぎません。

したがって、結核性脊椎炎の主な症状は、椎骨の破壊的変化、椎間板の破壊、病巣周囲膿瘍または膿瘍、骨粗鬆症です。

非結核性脊椎炎は、X線画像上では概ね同様の変化を示しますが、破壊巣は椎体の角部に位置するなど、しばしば小さくなります。椎間板の高さの低下は結核性病変よりもはるかに速く進行し、修復変化もほぼ同程度に早く現れます。すなわち、罹患椎体間の前縦靭帯に、石灰沈着がブラケット状に現れます。結核性脊椎炎では、靭帯の骨化ははるかに遅れて起こります。

脊椎に頻繁に発生する病理学的プロセスの一つに、椎体、椎弓、椎突起への悪性腫瘍の転移があります。これらはまず、MRI断層像で画像欠損として検出されます。ほぼ同頻度で、骨シンチグラムにおいて「ホット」病巣として検出されることもあります。その後、脊椎のコンピュータ断層撮影（CT）とX線写真で破壊病巣を特定します。

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