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脊椎・脊髄病センター

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脊椎・頚椎・腰椎の解剖

脊椎の解剖

全身を動かす指令は脳から発信され、手足の末梢に伝わっていきます。このときに脳と手足を結ぶ大事な導線となるのが脊髄です。脳と脊髄は構造がやや似ており、神経細胞が中に入っておりますので、中枢神経といわれます。これに対して手足の神経を末梢神経と言います。この中枢神経である脊髄を守るのが脊椎の大事な役目の一つです。脊椎は頭側から頚椎、胸椎、腰椎、仙骨、尾骨に分かれております。(図1)腰椎の病気が一番多く、次に多いのが頚椎の病気ですので、腰椎と頚椎の解剖を少し詳しく見てみましょう。

図1
図1

頚椎の解剖

頚椎は頭側の2つを環椎(第1頚椎)、軸椎(第2頚椎)といい頭を左右に回す回旋運動をしやすい形になっており、他の5つと形が異なっております。(図2)

図2
図2

第3から第7頚椎までは図2のように似ている構造をとります。椎体と椎体を連結する部位には椎間板という柔らかい軟骨があり、頚椎が動くようになっております。脊椎は後ろ側に神経が通れる穴があり、この穴の連結で出来る管を脊柱管と言います。頚椎には脊髄が後ろ側に入っておりますので、同部で脊柱管の狭窄が生じると脊髄の障害が出現します。また図の様に硬膜管(硬膜で覆われた管で、中に神経と髄液が入っている)からでてくる神経根が分岐部付近で圧迫を受けると強い神経痛が出現します。(図3)

図3(日本整形外科学会のパンフレットより)
図3(日本整形外科学会のパンフレットより)

腰椎の解剖

腰椎は5つありますが、構造は頚椎と似ています。頚椎と同様に椎間板で椎体間を連結され、背中側に神経が通る脊柱管があります。頚椎との違いは硬膜管の中に脊髄ではなく、馬尾神経と言われる末梢神経が入っていることです。腰椎の脊柱管が狭くなり馬尾神経全体が押される と両下肢の症状だけでなく、頻尿などの膀胱の障害や便秘などの直腸の障害も出現してきます。硬膜管から分岐する神経根が押されると頚椎と同様に強い神経痛が出現します。特に腰椎の下位に位置する神経が坐骨神経になっていくので、腰椎の神経根が押されると坐骨神経痛がよく出現します。(図4)

図4
図4

手術概要(脊椎)

脊椎の除圧術

脊椎の除圧術は硬膜管や神経根の後ろ側の骨を削ったり、移動させたりして行います。
当センターでは硬膜管の後ろにある椎弓を削り取ることが多いのですが、これを椎弓切除術と呼んでおります。(図5a)
これに対して削り取るのでなく椎弓を後ろにずらす方法を椎弓形成術と呼ばれます。(図5b)

図5a
図5a

図5b
図5b

脊椎固定術

また、脊椎の配列が大きく乱れていたり、脊椎で強い不安定性がある時は脊椎の位置を戻して固定することがあります。これを固定術と言いますが、多くの場合スクリューを使用します。(図6)

図6 第4第5腰椎間の後方除圧固定術(CBT法)
図6 第4第5腰椎間の後方除圧固定術(CBT法)

このスクリューは脊椎の椎弓根という場所に挿入することが多いのですが、この椎弓根の近くには大事な神経組織があります。また頚椎の手術の際は神経以外にも椎骨動脈という脳に血液を供給する重要な血管がスクリューに近接します。(図7)

図7
図7

固定術とはこのような大事な組織の周囲でスクリューを挿入しなくてはならないために、より安全で確実な手術が求められます。

手術概要(頚椎・腰椎・胸椎)

当院で行っている主な手術

① 筋温存型選択的椎弓切除術(首、腰)

正中アプローチを使用した椎弓切除術
正中アプローチを使用した椎弓切除術

われわれは頚椎の多くの病気に対して選択的椎弓切除術という方法を行っております。本法の利点は筋肉と筋肉の隙間を分けて展開をするために筋肉への侵襲が少ないこと、術前に手術する部位を特定してから手術を行うため(多くの施設では一律に手術部位を決めています。)、手術部位を絞りこみ、手術侵襲を低減できることです。日本の他の病院では椎弓切除術ではなく椎弓形成術という、頚椎の後方にある椎弓に何らかの手技を加えて残す手技を行うことが多いのですが、この方法では残された椎弓が神経を押さないようにするために椎弓切除術よりもかなり外側の骨を削る必要があります。そのためにより外側まで筋肉を切離する必要があるのです。また椎弓形成術では、残した椎弓が閉じて神経を押さないようにする細工が必要です。病院によっては、この細工のために高額なインプラントを使用することもあります。当院で行っている椎弓切除術は、周囲の筋肉の切離量、すなわち筋肉への障害を最小限にとどめつつ、神経の圧迫解除が可能で、術後の頚部痛や変形の危険性が低減し、異物で高額なインプラントも不要となります。その他に本法の利点としては、ポリネックのような装具が術後に必要なく、社会活動への復帰もすみやかであること。また椎弓に不安定な細工を行っておりませんので、スポーツ競技にも復帰することも可能です。プロレスに復帰しているような患者さんもおりますので、いかに術後にスポーツ復帰ができるかをご理解いただけると思います。
当院では頚椎症性脊髄症、頚椎後縦靭帯骨化症、頚椎黄色靭帯骨化症・石灰化症、頚椎症性筋萎縮症、頚椎椎間板ヘルニアなどの病気に対して本法を施行しております。
腰についても同様な方向を行い筋萎縮の予防に努めております。
腰については腰部脊柱管狭窄症、腰椎椎間板ヘルニアなどで主に本法を用いております。

② 筋温存型椎間孔拡大術

傍正中アプローチを使用した椎間孔拡大術
(青山ら; Journal of Spine Research, 2012)傍正中アプローチを使用した椎間孔拡大術

われわれは筋温存型選択的椎弓切除術で使用されている正中アプローチ以外にも、傍正中アプローチを開発しました。本アプローチは頚椎の中央でなく外側の病変に対しても筋温存手術を可能にするものです。本法は頚椎症性神経根症、頚椎椎間板ヘルニアなどの外側の病変に対して有効なアプローチです。
青山の論文(Journal of Spine Research, 2012)では、本法で行った術後の筋萎縮率は平均0%であり、筋温存にすぐれている術式であることを明らかにしました。椎間孔拡大術自体は以前から行われている定評のある方法で、術後の上肢痛の軽減が安定して得られます。この筋温存アプローチと椎間孔拡大術を組み合わせることで、患者さんはより術後の痛みを軽減できるわけです。

本法は頚椎症性神経根症、頚椎椎間板ヘルニアに対して施行しております。

③ 筋温存型頚椎固定術(TEMPEST; Technique for muscle preserving stabilization)

第3頚椎から第7頚椎までの筋温存型後方固定術
(青山ら; 臨床整形外科,2013) 第3頚椎から第7頚椎までの筋温存型後方固定術

本法は筋温存型手術の応用編です。頚椎に不安定性があったり、変形を矯正する必要があるケースではインストゥルメント(生体内金属)を使った固定術が必要です。従来のインストゥルメンテーション手術、特に椎弓根スクリューの挿入では広範な筋肉の切除が必要で、術後の頚部痛の原因となっておりました。


上段の写真を見ていただくと広範な筋切離を行うと、椎弓根スクリュー(PS)後の筋肉は大分萎縮しているのが分かると思います。筋温存アプローチを2つ(正中アプローチ、傍正中アプローチ)使用することで固定術の際にも筋肉を温存することが可能になりました。下段のように筋肉を温存したTEMPEST後の頚椎MRIでは筋肉は良好に保たれており、筋温存にすぐれているのが分かります。本法の利点としては筋肉を残すことで骨への血流が残るため(筋肉を切離すると骨への血管も切離することになります。)、骨の癒合に有利なこと(骨は血流が豊富だと癒合しやすくなります。)、また死腔といわれる筋肉で覆われていない部位が術後に少ないため感染を起こしにくくなります。死腔と言われる部分には血液がたまり菌繁殖の温床になりやすくなります。また筋切離量が少ないので術後の頚部痛もすくなくなります。このため、固定術なのに術後のポリネックが不要なことが多いです。

本法は不安定性のある頚椎症性脊髄症、頚椎後弯症、頚椎すべり症、環軸椎亜脱臼、平山病(Flexion myelopathy)などで行っておりますが、固定が必要な各種病態に使用可能です。

④ 筋温存型脊髄腫瘍摘出術

頚髄腫瘍(頚椎の神経に発生する腫瘍です)にも筋温存手術が行えます。本法も筋温存アプローチを2つ(正中アプローチ、傍正中アプローチ)使用しますが、筋肉のみでなく椎弓自体も残して脊髄腫瘍を摘出することができます。この方法の利点としては術後の頚部痛が少ないこと、頚髄腫瘍で時に起こる術後の髄液漏がおきにくいこと、万が一腫瘍が再発したときも骨と筋肉が術前と同じ場所に戻っているので、再手術の際も安心して手術ができるようになります。もし、骨の構造を壊した手術で腫瘍摘出を行うと、再手術時は健常部(手術で手をつけていない部位)から腫瘍に入っていかないと安心して腫瘍に近づけません。これに対して骨と筋肉を術前と同じ場所に本法を使用して戻しておけば、最初の手術と同じような部位から手術をすることが可能となりますので、術者は安心して小侵襲で手術が可能になります。また、頚髄の砂時計腫という巨大な腫瘍については頚椎の前方からのアプローチを追加することで腫瘍をより正確に摘出することが可能になります。特に大きい砂時計種は腫瘍が椎骨動脈と近接しており、血管損傷の可能性があります。また、頚髄の脊髄腫瘍の手術後には頚椎の変形が多いことが分かっており、特に小児例では術後変形が多くなります。本法を使用することで再発する可能性を常に考慮する必要がある小児の頚髄腫瘍に対しても有利に手術を行うことが可能になります。

本法は頚椎の脊髄腫瘍に対して行います。

⑤ BKP(Balloon Kyphoplasty)

骨粗鬆症性椎体骨折(圧迫骨折)は社会問題とも言えるぐらい多い高齢者の疾患です。骨粗鬆症により弱ってしまった背骨(椎体)が軽微な外傷で骨折してしまうのです。70代の女性の5人中1人に発生することが分かっております。(骨粗鬆症の予防と治療ガイドライン2015年)。この骨折の問題点は大きく2つあり、1つは椎体骨折が発生すると次の椎体骨折が出現しやすくなること、2つめはこの骨折が生命予後と関係している点にあります。まず、椎体骨折が1つあると次の骨折が発生する可能性は3倍になり、椎体骨折が2つあると次の骨折は10倍発生しやすくなります。(Lunt M et al; Bone, 2003)また1つ以上の椎体骨折があると死亡率が3割上がること(Kado DM et al; Osteoporos Int, 2003)、椎体骨折の数に比例して死亡する確率が増加し5個以上の骨折があると1つしか骨折がない時の2.5倍の人が死亡することが分かっております。(Kado DM et al; Arch Intern med, 1999)骨粗鬆症があればこれを治療し椎体骨折を起こさないようにすることが最も大事なことですが、一度起こってしまった時には、次が起こらないようにすることも大事なのです。当院では骨粗鬆症の専門外来を開設し椎体骨折の予防を計っていますが、骨折が出現したときにはより積極的な治療も行っております。骨粗鬆症椎体骨折の約20%は骨癒合しないことが分かっておりますので、この骨折には早期からセメントを使用した治療を行っております。その方法はBaloon Kyphoplasety (BKP)という小侵襲の手術で、5mm程度の小皮切を背中に2ヶ所行い同部から細いチューブを使用してセメントを注入して骨折部を安定化させます。出血少量で術後2−3日で退院が可能です。

当院で施行した第6胸椎圧迫骨折例
(当院で施行した第6胸椎圧迫骨折例)

⑥MIST(Minimally invasive stabilization)による胸腰椎後方固定術

変形のある腰椎疾患で固定金属:インストゥルメンテーションを使用した手術が必要になりますが、筋肉の切離量や骨切除量が多めになり侵襲の大きな手術になりがちでした。近年ではイメージ下に小切開でスクリューを挿入する手技が開発されておりますので、当院でもこれを導入しております。最近はナビゲーションシステムと小切開スクリュー挿入法の併用によりイメージの使用量も軽減し、患者様への被曝量の軽減まで図るようになってきております。

本法は不安定性や変形のある腰部脊柱管狭窄症、腰椎椎間板ヘルニアなどに行っております。

主要な頸椎疾患の説明

① 頚椎での神経障害について

神経障害の症状は2つに大別されます。1つめが神経の本幹である脊髄の圧迫により出る脊髄症状(頭や顔を除いた全身の症状が出現します。)、2つめが神経の枝である神経根の圧迫により出現する神経根症状(神経の走向にそった局所症状が出現します。)です。頚椎での脊髄の圧迫による症状(脊髄症状)は手のしびれに始まることが多いです(初期)。その後、手による細かい動きが障害され(巧緻運動障害)、箸が使いにくくなったり、字が書きにくくなったり、細かいボタンが留めにくくなったり、ものを落としやすくなったりします(中期)。その後に下肢の症状が出現し、特に階段の下りなどで足が突っ張ったりして手すりが必要になったり、平地でもまっすぐ歩きにくくなったり、痙性歩行という下肢が突っ張った感じになることが特徴です(進行期)。足の症状が出現すると、排尿障害が出現することが多くなり、特に頻尿が多くなります。男性に便秘はまれですが、脊髄症(脊髄症状のでる時の病名を脊髄症と言います。)が進行すると便秘を訴える方も多くなってきます。進行した脊髄症の人は体幹(おなかなど)や下肢の感覚障害を訴える方も多く、お風呂に入っても暖かく感じないと訴える方もいます。さらに脊髄症が進行すると、両手のみならず、両下肢のしびれが出現します。最終的には手足の運動ができなくなり寝たきりになってしまうこともあります(末期)。脊髄症は中期ぐらいまでに見つけることが大事で進行期になるとせっかく手術しても改善がしにくいことも多くなります。中期の症状である巧緻運動障害を見つけるために、10秒間手をグーパーする10秒テストが有名です。10秒間で20回グーパーができないときは巧緻運動障害を疑います。また、指を伸ばす運動がゆっくりしかできないとき、パーの状態で指の間をしっかりと閉じることができないとき(フィンガーエスケープサイン)も脊髄症を強く疑います。
神経根症状の特徴は痛みです。腰、腰椎からの痛みとして、坐骨神経痛という殿部から足に放散する痛みが有名だと思います。首、頚椎では、この殿部に相当するのが肩甲骨の裏となり、頚椎からの神経痛(神経根症状)は肩甲骨の裏の痛みが多いです。さらに肩から手へ放散する痛みを訴えると、典型的な神経根の圧迫による神経痛と言えます。この神経痛は押される神経によって放散の仕方が異なり、肩から腕の外がわを走り親指に放散するものや、腕の後ろから中指に放散するもの、腕の内側から小指に放散するものに大別されます。親指側の方が首の頭よりの神経の障害、小指側の方が首の下側の神経の障害をあらわします。肩甲骨の裏の痛みも上であるほど、上側の神経の障害をしめします。神経根症(神経根症状が出るときの病名を神経根症と言います。)は自然に軽快することが多く、痛みがなくなってからしびれに移行し徐々に改善するのが典型例です、ただし痛みがなくなったあとに麻痺が出現する例も時にあり、障害が強いときは手術を検討致します。

② 頚椎症、頚椎症性脊髄症、頚椎症性神経根症について

頚椎症とは加齢により椎間板や関節が痛み、頚部痛が出現するときに使われ、神経の症状が出現していない時に使用される病名です。治療は投薬、安静などの保存療法になります。この軽症の頚椎症からどのようにして重症な病気に移行していくかを説明します。基本的に20歳以下では椎間板は水分を含んだ張りのあるゴムまりみたいな組織です、加齢変化により水分を含むことができなくなり、椎間板は固くなり、中の線維も切れてきてしまいます。このように椎間板は加齢変化で張りがなくなったグジュッとしたゴムのようになってきてしまい、高さを保つことができなく背の低くなる原因ともなります。このように加齢変化をうけた椎間板ではぐらつきがどうしても出現してくるのです。この椎間板部での不安定性を解消するために出現するのが椎間板周囲の骨のとんがり(骨棘)です。骨棘の発生により椎間板周囲の支えが増えることで椎間板部での不安定性が解消されるのです。これは膝関節などでも言えることで軟骨が減って骨同士が近づいてくると関節の周囲の靱帯はたるんで関節は不安定になります。この不安定感を解消するために膝の辺縁にある骨が骨棘を形成し膝関節を安定化させるのです。このように痛んでしまった椎間板はたるんでいるために容易に後方や側方へ突出していきます。あるいは椎間板の高さが減じることにより、頚椎の後方にある黄色靭帯もたるんで前方の神経を押しやすくなったりします。さらに黄色靭帯自体も加齢により分厚くなって神経の圧迫を来しやすい状況になってきます。また神経根の出口も椎間板の高さの減弱により塞がれてくるのです。このように頚椎は加齢変化によって神経の通り道が狭くなる運命にあります。ただし、全員に神経障害が生じるわけではなく、生まれつきの神経の通り道の大きさが神経の運命を左右すると言えます。つまり、生まれつき神経の通り道が狭い人は、加齢変化によって神経障害が出現しやすいと言えます。生まれつき神経の通り道が狭いときを発育性脊柱管狭窄といい、日本人に多いことが分かっております。体の大きい欧米人は脊柱管が広い人がおおく脊柱管狭窄は稀な病気です、神経の太さ自体は人種差があまりないので骨が大きい欧米人は脊柱管狭窄になりにくいので恵まれているといえます。上記のような加齢変化による変形により脊髄症状が出現する時を頚椎症性脊髄症、神経根症状が出現する時を頚椎症性神経根症と言います。実際の臨床の場ではこの2つが組み合わさっていることもしばしばあります。頚椎症性脊髄症は病状の進行が緩徐なことが多く、脊髄症の中期例では手術になることが多いです。この頚椎症性脊髄症は高齢者になると急性増悪する例もあり、早めの手術で回復する事が多いので、早めのそなえが大事な病気です。これに対して頚椎症性神経根症は急に発症することが多く、神経根症なのでとても痛がります。ただし、当初の症状が強いのに反して、ほとんどのケースで症状は、保存療法のみで回復していきます。3ヶ月以上も痛みが改善しないときや、上肢に麻痺が出現する一部の例では手術を行っております。

③ 頚椎椎間板ヘルニア

痛んでしまった椎間板が神経障害の原因となったときにつける病名です。高齢者になると骨の変形(骨棘)などが多くなり、椎間板単独で神経障害の原因となることは少なくなります。このため頚椎椎間板ヘルニアは比較的若い方がなる病気です。単純な加齢変化や急激な椎間板への負荷などによって椎間板が痛むことからこの病気は始まります。したがって、椎間板が痛みますので椎間板症による頚部痛が初発症状です。その後はヘルニアの出っ張る場所により神経根症あるいは脊髄症が発症します。これらの症状は頚椎症性神経根症や頚椎症性脊髄症と同様です。治療方法も同様で、神経根症状は保存療法で軽快することが多いです。ただしヘルニアによる神経根症状はヘルニアによる反応性の神経根炎も合併するため、当初は激烈な痛みを訴えることが多いです。患者さんに腕をもぎってほしいと言われることがしばしばあります。大きいヘルニアの時は脊髄症になる場合があり、この際は手術も検討されます。一般的には前方固定術という手術を行うことが多いのですが、当院では選択的椎弓切除術を行っております。本法は後療法が簡便で社会復帰も早く、隣接椎間障害という長期経過で出現する再狭窄を考える必要がなく、前方固定後に問題となることがある、声や食事の障害あるいは咽頭の違和感など、を回避できる方法です。

④ 頚椎後縦靭帯骨化症

頚椎を構成する靱帯で重要なものは3つあり、頚椎の前方を連結する前縦靭帯、頚椎の椎体の後方を連結する後縦靭帯、頚椎の椎弓前方を連結する黄色靭帯があります。いずれも加齢変化により骨化する可能性があるのですが、特にこの骨化が著しい場合を靱帯骨化症と呼んでおります。頚椎では後縦靭帯が骨化することが多く、この病気の機序が完全に分かっていないために骨化を止めることができません。また手術後の合併症の発生なども多く、難病指定が受けられる要因となっております。頚椎症よりも10歳程度若い5−60代ぐらいの方が手術になることが多い病気です。この病気は日本人に多いことが分かっており、その要因は様々推測されておりますが、まだ不明です。症状は骨化する場所と大きさにより変わってきますが、ヘルニアと同じような場所に腫瘤病変として骨化が存在しますので、外側に骨化があれば神経根症、真ん中で大きな骨化があると脊髄症になります。治療方法は前述の頚椎症性脊髄症、神経根症、頚椎椎間板ヘルニアと同様に筋温存型選択的椎弓切除術と椎間孔拡大術の組み合わせを第1選択として行っております。