รังสีวิทยาระบบกระดูกสันหลัง ( SPINES)

1. รังสีวิทยาระบบกระดูกสันหลัง(SPINES)รังสีวิทยาระบบกระดูกสันหลัง(SPINES) พญ. กนกพร โอฬารรัตนชัย ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

2. วัตถุประสงค์ ให้นักศึกษาได้เรียนรู้ 1. ภาพรังสีปกติของกระดูกสันหลัง 2. ภาพรังสีของกระดูกสันหลังในภาวะหรือโรคดังต่อไปนี้ Congenital anomaly, Spinal trauma, Tuberculous spondylitis, Ankylosing spondylitis, Spinal metastasis, Multiple myeloma, Degenerative joint diseases, Spondylolysis, Spondylolisthesis, Osteoporosis. 3. ภาพรังสีปกติของ Cervical, thoracic และ lumbar myelogram 4. ให้นักศึกษาอธิบายและแยกความผิดปกติจาก Myelogram ออกเป็น compartment ได้ดังนี้ 4.1 Extradural 4.2 Intradural extramedullary 4.3 Intramedullary

3. สารบัญ • Normal anatomy:C |T | L • หลักการแปลผลภาพรังสี • ภาพรังสีปกติของ C | T | L • Congenital anomalies • Spine trauma • Tuberculous spondylitis • Ankylosing spondylitis • Spinal metastasis • Multiple myeloma • Osteoporosis • Degenerative joint disease • Spondylolysis & spondylolisthesis • Myelography • References

4. Normal anatomy of the cervical spine (1) • ประกอบด้วย 7 cervical vertebrae เรียงตัวเป็น lordotic curve • C1 (Atlas) ประกอบด้วย anterior และ posterior arches ซึ่งเชื่อมกันด้วย lateral masses ไม่มีส่วน body • C2 (Axis) ประกอบด้วย body, odontoid process (dens) และ posterior neural arch • Atlantodental interval ระหว่าง anterior arch ของ C1และdens ใน normal adult < 3 mm , children < 5 mm • C3-C7 ประกอบด้วย body และ posterior neural arch ซึ่งเริ่มจาก pedicles, articular pillars, laminae สองข้างไปเชื่อมกัน มีspinous process ด้านหลัง

5. Normal anatomy of the cervical spine (2) • Joint of Luschka หรือ uncovertebral joint ประกอบด้วย uncinate process ซึ่งเป็นกระดูกส่วนที่ยื่นจากขอบด้านบนหลังของ body อันล่างไป ประกบกับขอบล่างของ body อันบน • Facet joint เป็น synovial joint ที่ประกอบด้วย inferior facet ของ articular pillar อันบนและ superior facet ของ articular pillarอันล่าง ในภาพรังสีท่าข้างจะเห็น articular pillar เป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนอยู่ระหว่าง pedicle และ laminaของ vertebra โดยfacet joints จะเรียงในแนวเฉียงขนานกัน • Intervertebral disk เป็น fibrocartilaginous joint ระหว่าง bodyของ vertebra ตั้งแต่ C2 ลงไป ความหนาของ disk จะเท่ากันในระดับใกล้เคียงกัน

6. Normal anatomy of the cervical spine (3) • ภาพรังสีของ cervical spine มีท่ามาตรฐาน 5 ท่า คือ lateral, AP, open-mouth, และoblique สองข้าง โดยท่า open-mouth จะแสดงบริเวณC1-C2 ได้ดี ส่วน neural foramenจะเห็นชัดในท่า oblique • ในท่า lateral เมื่อลาก anterior spinal line, posterior spinal line, spinolaminar line และ spinous process line จะโค้งเรียบตามแนว cervical lordosis • Retropharyngeal soft tissue ที่ระดับ C2 < 7 mm • Retrotracheal soft tissue ที่ระดับ C6 < 22 mm ในผู้ไหญ่ <14 mm ในเด็ก

7. Normal anatomy of the thoracolumbar spine • Thoracic spine ประกอบด้วย 12 vertebrae ซึ่งต่อกับ ribs 12 คู่ด้วย costovertebral และ costotransverse articulations • ภาพรังสีของthoracic spine ท่ามาตรฐานคือ AP และlateral ในกรณีที่เห็น upper thoracic ไม่ชัด อาจถ่ายเพิ่มท่า Swimmer • Lumbar spine ประกอบด้วย 5 vertebra เรียงตัวเป็น lordotic curve ต่อเนื่องไปกับกระดูก sacrum • ท่ามาตรฐานของภาพรังสีของ lumbar spine คือ AP และ lateral ส่วนท่า oblique มักใช้ในกรณีต้องการดูความผิดปกติของ pars interarticularis เช่น spondylolysis Oblique view for pars evaluation

8. Oblique view of lumbar spine เปรียบเทียบ pars interarticularis กับ ส่วนต่างๆของ scotty dog Eye = Pedicle Nose = Transverse process Ear = Superior articular process Foreleg = Inferior articular process Neck = Pars interarticularis Body = Lamina

9. หลักการแปลผลภาพรังสีของกระดูกสันหลังหลักการแปลผลภาพรังสีของกระดูกสันหลัง 1. Alignment: ดูแนวของกระดูกสันหลัง ทั้งในท่าตรงและท่าข้างประกอบกัน 2. Bone: ดูจำนวน ขนาด รูปร่าง และ density 3. Cartilage: intervertebral disk, facet joint, uncovertebral joint 4. Soft tissue

10. ภาพรังสีปกติของ spine • Cervical spine • ท่า lateral | ท่า AP | ท่า open-mouth | ท่า oblique • Thoracic spine • AP view | Lateral view (slide not shown) • Lumbar spine • AP view | Lateral view | oblique view

11. Cervical spine : lateral view 1 = Odontoid process 2 = Anterior arch of C1 3 = Spinous process of C2 4 = Intervertebral disk space 5 = Facet joint 6 = Vertebral body of C7 7 = Trachea 8 = Occipital bone

12. C-spine (AP view) 1 = First rib 2 = Vertebral body of C7 3 = Spinous processes 4 = Uncinate process 5 = Uncovertebral ( Luschka's) joint

13. C-spine (open-mouth view) 1 = Odontoid process 2 = Body of C2 3 = Lateral mass of C1 4 = Spinous process of C2 5 = Atlantoaxial joint 6 = Occipital bone

14. C-spine (oblique view) 1 = Posterior arch of C1 2 = Neural foramen 3 = Pedicle 4 = Contralateral Pedicles 5 = First rib 6 = Uncinate process 7 = Spinous process of C7

15. T-spine (AP view) 1 = pedicle 2 = Paravertebral line 3 = Border of descending aorta 4 = Intervertebral disk 5 = Superior endplate 6 = Inferior endplate

16. L-spine (AP view) 1 = Twelfth rib 2 = Pedicle 3 = Transverse process 4 = Border of psoas muscle 5 = Intervertebral disk space 6 = Spinous process 7 = Sacroiliac joint 8 = Sacral foramen

17. L-spine (Lateral view) 1 = Intervertebral disk space 2 = Pedicle 3 = Spinous process 4 = Sacrum 5 = Intervertebral foramen 6 = Superior endplate 7 = Inferior endplate

18. L-spine (oblique view) 1 = Pedicle 2 = Pars interarticularis 3 = Superior articular process 4 = Inferior articular process 5 = Facet joint 6 = Transverse process 7 = Sacroiliac joint

19. Congenital anomalies (1) ความผิดปกติแต่กำเนิดของกระดูกสันหลังมีทั้งที่ไม่แสดงอาการแต่อาจตรวจพบโดยบังเอิญจากภาพรังสีเช่น spina bifida occulta ไปจนถึงความผิดปกติมากจนเห็นได้ชัดตั้งแต่แรกเกิดเช่น Myelomeningocele, spinal dysraphism การวินิจฉัยทางรังสีในสมัยก่อนมักใช้การตรวจหลายอย่างประกอบกันทั้งจาก plain film, ultrasound, myelography และ CT ในปัจจุบัน MRI จัดเป็น imaging of choice สำหรับผู้ป่วยที่มีความผิดปกติแต่กำเนิดของ spine ร่วมกับตรวจพบความผิดปกติทางระบบประสาท เพราะ MRI เป็นการตรวจที่มีความเสี่ยงน้อยมาก และสามารถแสดงความผิดปกติของไขสันหลังได้โดยตรง ยกเว้นในผู้ป่วยที่มีข้อห้าม หรือในที่ที่ไม่มีเครื่อง MRI

20. Congenital anomalies (2) ในที่นี้จะกล่าวถึงเฉพาะความผิดปกติที่พบบ่อยและสามารถให้การวินิจฉัยได้จาก plain film เช่น • Block vertebra • Hemivertebra • Spina bifida occulta • Transitional vertebra

21. Congenital block vertebra • เกิดจากความผิดปกติใน segmentation process ของ somites ของ embryoทำให้มีการเชื่อมกันของกระดูกสันหลัง ซึ่งพบบ่อยที่สุดที่ C5-C6, C2-C3, T12-L1 และ L4-L5 • Lateral C-spine ของผู้ป่วยรายนี้แสดง fusion ของ bodies และ neural arches ของ C5 และ C6 • การเชื่อมติดกันของ neural arches ช่วยในการแยก congenital fusion ออกจากfusion ที่เกิดจากการผ่าตัดหรือเกิดหลังการติดเชื้อ

22. Hemivertebra Vertebral body ที่ปกติจะเกิดจาก lateral ossification centers สองข้างมารวมกัน hemivertebra เกิดจากการหยุดเจริญเติบโตของ lateral ossification center ข้างใดข้างหนึ่ง ทำให้มีการเจริญผิดรูปร่างของ vertebral body ในระดับนั้นๆ และเกิดการบิดโค้งผิดปกติของแนวกระดูกสันหลังได้ เช่น scoliosis, kyphosis หรือ lordosis ความผิดปกตินี้มักพบที่ระดับ lower thoracic และ upper lumbar

23. Hemivertebra ท่าตรงและท่าข้างของ thoracolumbar spine แสดง triangular deformity ของ L1 vertebral body เรียกว่า lateral hemivertebra (ลูกศร).

24. Spina bifida เกิดจาก incomplete closure ของ laminaและspinous processes แบ่งเป็น 1. Spina bifida occulta: เป็น small defect ที่ไม่มีอาการผิดปกติ พบในผู้ชายมากกว่าผู้หญิง และพบมากที่สุดที่ระดับ L5 และ S1 2. Spina bifida vera หรือ spina bifida aperta:เป็น large defect ที่อาจพบ meningocele หรือ meningomyelocele ซึ่ง MRI เป็น imaging of choice ในผู้ป่วยเหล่านี้

25. Transitional vertebrae พบบ่อยที่สุดที่ lumbosacral junction เมื่อ transverse process ของ L5 vertebra เชื่อมติดกับ sacrum จะเรียกว่า sacralization แต่เมื่อ transverse process ของS1 แยกจากส่วนอื่นทำให้ S1 ดูเหมือน lumbar vertebra เรียกว่า lumbarization. Radiologicalfinding

26. Spina bifida of L5 and S1 and sacralization of L5 - ลูกศร A ชี้แสดง spina bifida ซึ่งเป็นร่องโปร่งรังสีแยกระหว่าง lamina ของ L5 และS 1 - ลูกศร B ชี้แสดง right transverse process ของ L5 ที่เชื่อมติดกับsacrum เรียกว่า sacralization of L5 ความผิดปกติเหล่านี้พบโดยบังเอิญในผู้ป่วยรายนี้ซึ่งมาตรวจเรื่องนิ่วในไตข้างขวา

27. Spine trauma • Plain film เป็น screening examination ที่ดี • Spine trauma ในระดับต่างๆแบ่งตาม mechanism ของ injury เป็นflexion, extension, rotary, compression, distraction และshearing injury • การประเมิน stability ของspine แบ่งเป็นstableและunstable injury โดย Three-column concept of stability ของDenis โดยพบว่าการบาดเจ็บที่ เกิดขึ้นเฉพาะกับส่วนหน้าของกระดูกสันหลังเป็นstable injury และถ้ามีinjury ่ ตั้งแต่ 2 columns จะเป็น unstable injury Three-column concept of stability

28. The three-column concept of spinal instability • Denis แบ่ง spine เป็น3 ส่วนดังนี้ • Anterior column ประกอบด้วย anterior longitudinal ligament และ anterior half of the body • Middle column ประกอบด้วยposterior half of the vertebral body และ posterior longitudinal ligament • Posterior column ประกอบด้วยposterior element รวมทั้ง ligaments

29. Cervical spine injuries ในผู้ป่วยที่สงสัย cervical spine injury ควรเริ่มจากถ่าย cross table lateral view ของ cervical spine ก่อน เมื่อร่วมกับท่าตรงและท่า open-mouth odontoid จะเพิ่ม sensitivity เป็น 93% หลังจากนั้นอาจส่ง CT ในบริเวณที่เห็นรอยแตกจาก plain film ซึ่ง CT สามารถแสดงชิ้นส่วนของกระดูกที่แตกและอาจเคลื่อนเข้าไปในช่องไขสันหลังและกดไขสันหลังได้ ส่วน MRI มีข้อดีที่สามารถแสดงพยาธิสภาพของไขสันหลังในรายที่มี neurological deficit ได้ดี ทั้งยังแสดง พยาธิสภาพของ intervertebral disc ได้ดีด้วย อย่างไรก็ตามพบว่าผู้ป่วยที่รู้สึกตัวดี ไม่มีอาการปวดคอ และสามารถเคลื่อนไหวลำคอได้ดี โอกาสที่จะมี cervical spine injury น้อยมากมาก จนไม่จำเป็นต้องส่งตรวจภาพรังสี

30. Cervical spine injuries Mechanism of injuryDegree of stability • Flexion :Anterior subluxation stable • Bilateral interfacetal dislocation unstable • Simple wedge fracture stable • Clay – shoveler’s fracture stable • Tear-drop fracture unstable • Flexion-Rotation: unilateral interfacetal dislocation stable • Extension-Rotation: pillar fracture stable • Vertical compression:Jefferson fracture unstable • Bursting fracture of lower cervical spine unstable • Extension:Hyperextension dislocation unstable • Extension tear-drop fracture unstable • C1 posterior neural arch fracture stable • Hangman’s fracture unstable • Hyperextension fracture-dislocation unstable

31. Thoracic and lumbar spine injuries ควรส่งตรวจท่า AP และ lateral ท่า swimmer ดีสำหรับดูบริเวณ cervicothoracic junction Four basic types ของ thoracolumbar fractures : - Compression fracture - Burst fracture - Seat belt injury - Fracture dislocation

32. Interesting films of spinal trauma • Anterior subluxation • Burst fracture • Jefferson fracture • Odontoid fracture • Fracture of TL spine

33. Anterior subluxation เกิดจาก ligamentous injury โดยมี disruption ของ posterior ligamentous complex ของ spine อาจเป็นสาเหตุของ delayed instability ได้ ภาพรังสีท่า lateral แสดง abrupt kyphotic angulation และ anterior displacement ของ vertebral body ระดับที่เกิด injury และระยะห่างระหว่าง spinous processes เพิ่มขึ้น แต่ถ้าไม่เห็นความผิดปกติชัดเจน อาจถ่ายท่า lateral flexion และ extension ซึ่งจะแสดง abnormal motion ได้ดีขึ้นโดยเฉพาะในท่า flexion Radiological finding

34. Anterior subluxation ภาพรังสีท่า lateral แสดง anterior displacement ของ C2 on C3 vertebral body โดยไม่เห็น fracture

35. Burst Fracture Burst fracture พบบ่อยที่middle และ lower cervical spine เกิดจาก vertical compression injury ทำให้เกิด comminuted fracture ของ vertebral body และมีการหลุด เคลื่อนของชิ้นกระดูกที่แตก ซึ่งอาจไปกดไขสัน หลัง ทำให้ผู้ป่วยมี neurological deficit หรือ paralysis อาจพบ fracture ของ posterior neural element ร่วมด้วย ภาพรังสีท่าข้างของผู้ป่วยรายนี้แสดง burst fractureของ C5

36. Jefferson fracture (1) ภาพรังสีแสดงระยะห่างผิดปกติของ atlantodental interspace(1) และ retropharyngeal soft tissueที่บวม(2) ในท่า open-mouth ลูกศรชี้แสดง lateral displacement ของ lateral masses ของ C1

37. Jefferson fracture (2) ในผู้ป่วยรายเดียวกัน Axial CT scan ที่ระดับC1-C2 ลูกศรชี้แสดง fractures ของ anterior และ posterior arch ของ C1

38. Classification of odontoid fracture Type I:Avulsion fractureของส่วนยอดสุดของ odontoid process Type II: Transverse fracture ผ่านส่วนฐานของ odontoid process มีโอกาสเกิด non union ได้บ่อย Type III: Fracture ผ่าน body ของ C2

39. Odontoid Fracture (1) Open-mouth view แสดง radiolucent fracture line (1) ของ odontoid ที่แตกจากฐานของ dens ไปถึง body ของ C2 ทำให้dens เอียงไปทางด้านขวาและ periodontoid space ด้านซ้าย กว้างขึ้น(ลูกศร)

40. Odontoid Fracture (2) ภาพรังสีท่า lateral ในผู้ป่วยรายเดียวกันแสดง fracture ของ C2 (1) ทำให้ Odontoid และ Atlas รวมทั้ง posterior spinolaminar line ของ C1 เคลื่อนไปด้านหน้าด้วย (2) และมีretropharyngeal swelling (3) Diagnosis: Type III Odontoid fracture

41. Fracture dislocation of the thoracic spine (1) ภาพรังสีท่าตรงแสดงรอยแตกและเคลื่อนของกระดูกสันหลังระดับ T5-T6

42. Fracture dislocation of the thoracic spine (2) MRI ของ thoracic spineในผู้ป่วยรายเดียวกันแสดง รอยแตกและเคลื่อน ( fracture dislocation )ของกระดูกสันหลังระดับT5-T6 ไปกดไขสันหลัง

43. Tuberculous Spondylitis (Pott’s Disease) • เกิดจาก Mycobacterium Tuberculosis แพร่กระจายไปตามกระแสเลือด ไปติดอยู่ที่ endplate arterioles พบบ่อยที่สุดที่ lower thoracic thoracic และ upper lumbar spine • Radiographic features: ในระยะแรก จะพบ osteolytic lesion ที่ anterior vertebral endplate , loss of disk height และ paraspinal soft tissue swelling ในระยะต่อมาพบ vertebral body collapse, gibbus deformity และ disk space หายไป การพบ Intervertebral disk space แคบร่วมกับการทำลายของ vertebral endplate เป็นลักษณะเฉพาะของ infectious disease ของ spine แต่ภาพรังสีจะไม่สามารถแยก จาก Pyogenic spondylitis ได้ ในผู้ป่วยTuberculous spondylitis จะมี insidious onset of symptoms และ normal ESR ภาพรังสีทรวงอกอาจพบรอยโรคของ pulmonary tuberculosis Radiological finding

44. Tuberculous spondylitis ภาพรังสี ท่าตรงและท่าข้างของ Thoracolumbar spineแสดง - การยุบตัวของกระดูกสันหลังระดับT9 -T10 และ T9-10 disc ถูกทำลายด้วย - Bilateral paraspinal soft tissue (arrows).

45. Ankylosing spondylitis (1) เป็น chronic inflammatory disorder ที่เกิดกับjoint,ligament และtendon ของspine และpelvis พบในผู้ป่วยชายเป็นส่วนใหญ่ พบมากในช่วงอายุ15-35 ปีมาด้วยปวดหลัง ความผิดปกติจะเริ่มที่ sacroiliac joints สองข้างก่อนที่อื่น โดยในระยะแรกจะเกิด joint erosion ตามด้วย sclerosis และท้ายที่สุดเกิด bony ankylosis

46. Ankylosing spondylitis (2) Radiographic findings: 1. Bony ankylosis of bilateral sacroiliac joints 2. Squaring of the vertebral bodies with osteoporosis 3. “Bamboo spine” appearance due to extensive syndesmophyte formation 4. Ossification of interspinous and paraspinous ligaments 5. Ankylosis of facet and costovertebral joints 6. Complications of AS include C1-C2 subluxation, acute fracture, and pseudoarthrosis (nonunion fracture) Radiologicalfinding

47. Ankylosing spondylitis (AS) ลักษณะ“Bamboo spine” ใน ผู้ป่วย Ankylosing spondylitis เกิดจาก Syndesmophyte formation หรือossification ของ outer annulus fibers ของ disk

48. Spinal metastasis (1) มะเร็งสามารถแพร่กระจายไปตามส่วนต่างๆของร่างกายได้ 3 ทางคือ การลุกลามโดยตรงไปยังอวัยวะข้างเคียง การแพร่กระจายทางระบบต่อมน้ำเหลือง และการแพร่กระจายทางกระแสเลือด โดยวิธีหลังสุดนี้มักพบในมะเร็งปอด มะเร็งเต้านม มะเร็งไต มะเร็งต่อมไทรอยด์ และมะเร็งลำไส้ โดยแพร่กระจายตามกระแสเลือดไปที่ปอด ตับและกระดูกโดยเฉพาะกระดูกสันหลังและกะโหลกศีรษะ ผู้ป่วยมักมีอาการนำมาด้วยอาการปวด และ pathologic fracture การตรวจหา bone metastasis ในผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งพบว่า bone scans และ MRI จะ sensitive กว่าใน plain film ซึ่งภาพรังสีผิดปกติในกระดูกสันหลังจะเห็นได้ต่อเมื่อมีการทำลายของเนื้อกระดูกไปแล้วอย่างน้อย 50- 70% ในปัจจุบันจึงเป็นที่ยอมรับกันว่า MRI เป็น imaging of choice ในผู้ป่วยที่มีอาการกดทับของไขสันหลังซึ่งคิดว่าสาเหตุมาจากการแพร่กระจายของมะเร็ง

49. Spinal metastasis (2) ในผู้ป่วยที่มี spinal metastasis จะพบความผิดปกติทางภาพรังสีดังนี้1. Alteration of bone density Decreased (75%): moth-eaten or permeative osteolytic lesions Increased (15%): localized, ivory vertebra2. Cortical destruction 3. Disk space unaffected 4. Pathologic compression fracture Vertebra plana Endplate disruption 5.Pedicle destruction Radiological finding

50. Ivory vertebra กระดูกสันหลังที่ขาวขึ้นผิดปกติหรือ Ivory vertebra อาจมีสาเหตุจาก 1. Osteoblastic metastasis จากมะเร็งของต่อมลูกหมากหรือมะเร็งเต้านม 2. Paget's disease 3. Hodgkin 's lymphoma สาเหตุอื่นๆที่พบได้รองลงไปคือ degenerative sclerosis, chronic or fungal osteomyelitis, Osteoid osteoma, และ Osteoblastoma