(一)發病原因
多因各種脊柱骨折，脫位而致傷。
(二)發病機製
1.脊柱損傷的好發部位 脊柱骨折脫位在任何椎節均可發生，但有60%～70%的病例好發於胸10至腰2段。其中，胸12至腰1段更為高發，約占其中的80%;頸4～6椎節及頸1～2為次多發區，約占20%～25%;其餘病例散見於其他椎節。
2.脊髓損傷的伴發率 脊髓損傷(spinal cord injury，SCI)在脊柱骨折脫位中的發生率約占17%左右，其中以頸段發生率最高，胸段及腰段次之。頸1～2及枕頸傷易引起死亡，且多發生在致傷現場的當時。從暴力的作用方式觀察，直接暴力所致比例最高，尤其是火器貫穿傷，幾乎是百分之百，其次為過伸性損傷。如從骨折的類型判定，則以椎體爆裂性骨折多見。當然，伴有脫位的骨折合並脊髓損傷的發生率更高。臨床上也可遇到椎骨損傷嚴重，卻無明顯脊髓受損症狀的所謂“幸運型脊柱骨折”的病例，這主要是由於椎管較寬大的緣故。
3.各型骨折的病理解剖特點
(1)伸展型骨折：主要表現為關節突骨折或椎板骨折後向椎管方向的塌陷性改變，對硬膜囊形成壓迫。輕者有感覺障礙，重者可引起截癱。伴有椎體間關節自前方分離或椎體中部分裂者較為少見。前縱韌帶可完全斷裂，但臨床上並不多見。偶可發現棘突骨折並向前方塌陷者，多係直接作用於棘突上的暴力所致，此時多伴有軟組織挫傷。關節突跳躍征常見於頸椎，其次為胸椎，在腰椎節段十分罕見。
(2)椎體壓縮骨折：椎體壓縮骨折在脊柱骨折中最為多見。當椎體前緣壓縮超過垂直徑的1/2時，該節段即出現一個約18°的成角畸形;當椎體前緣壓縮2/3時，這一角度可達25°左右;椎體前緣完全壓縮時，成角可達40°(圖1)。因此，被壓縮的椎體數量愈多，程度愈重，角度愈大，並出現以下後果：
①椎管矢狀徑減小：其減少程度與畸形的角度大小呈正比，並易對椎管內的脊髓組織及其伴行血管等造成壓迫而出現脊髓受累症狀，尤其是後方小關節鬆動伴有嚴重椎節不穩者(圖2)。
②椎管延長：由於成角畸形，其後方椎間小關節的關節囊因呈展開狀而使椎管後壁拉長，以致椎管內組織，特別是後方的黃韌帶、硬膜囊壁及血管均處於緊張狀態，易引起損傷，並波及脊髓，尤其是當節段長度超過10%時(圖3)。
③引起椎節不穩：椎體壓縮愈多，椎節的穩定性愈差。除因小關節處於半脫位狀態及前縱韌帶鬆弛失去原有的製動作用外，椎體的短縮及成角畸形本身就已經改變了脊柱的正常負荷力線，易引起椎節失穩。
(3)椎體爆裂骨折：這種類型的骨折椎體後緣骨片最易進入椎管，且在X線片上又不易被發現。常可出現以下後果：
①脊髓受壓：壓縮碎裂的椎體後方的骨塊或爆裂型骨折的骨片之所以不易向前方移位，主要是由於前縱韌帶堅強，且受屈曲體位的影響。而後方恰巧是壓力較低的椎管，以致椎體骨片易突向椎管而成為臨床上較為常見的脊髓前方致壓物，並構成後期阻礙脊髓功能進一步恢複的病理解剖學基礎(圖4，5)。
②易漏診：突向椎管方向的骨塊(片)因受多種組織的遮擋而不易在X線片上發現，尤其是在胸椎段，以致易漏診而失去早期手術治療的機會。因此，在病情允許的情況下，應盡早對傷者進行CT檢查或斷層攝影。
③難以還納：後縱韌帶損傷時，如果其尚未失去縱向聯係，碎裂的骨塊(片)仍附著在後縱韌帶前方，則通過牽引可使骨塊還納;但在損傷時，如果後縱韌帶完全斷裂，則此時椎體後方的骨塊多呈遊離而失去聯係，即使通過牽引使椎體骨折獲得複位，該骨片也難以還納原位(圖6)。
(4)椎節脫位：除頸椎可單獨發生椎節脫位外，胸、腰段的椎節脫位大多與各型骨折伴發，尤以屈曲型多見。由於上節段椎體下緣在下椎節椎體上緣向前滑動，使椎管內形成一個骨性的階梯樣致壓物，可引起對脊髓或馬尾神經的刺激或壓迫，構成早期脊髓損傷的主要原因(圖7)。同時，這也是妨礙脊髓功能完全恢複的重要因素之一。
(5)側屈型損傷：其病理改變與屈曲型大體相似，主要表現為一側椎體的側方壓縮，多見於胸、腰段。側屈型損傷的脊髓受損程度，在同樣的暴力情況下較前屈型為輕。
(6)其他類型：包括目前發現較為多見的急性椎間盤脫出(尤多見於頸椎，圖8)、單純的棘突骨折和橫突骨折等，病變大多較局限，受損程度亦輕。通過椎體中部至後方椎板的水平分裂骨折(chance fracture)等，近年來在臨床上也不少見(圖9)。
4.脊髓損傷的病理改變分型 由於脊髓組織十分嬌嫩，任何撞擊、牽拉、擠壓及其他外力作用後，均可引起比想像更為嚴重的損傷，其病理改變主要表現為脊髓震蕩、脊髓實質損傷及脊髓受壓三種狀態，但在臨床上常將其分為以下六種類型。
(1)震蕩：是最輕的一種脊髓損傷，與腦震蕩相似，主要是傳導暴力通過脊柱後部傳到脊髓，並出現數分鍾至數十小時的短暫性功能喪失，在臨床上較為多見。這一類型的脊髓損傷在恢複時，一般先從下肢開始。由於脊髓組織形態上無可見的病理改變，因此其生理功能紊亂多可獲得恢複，屬可逆性。
(2)脊髓出血或血腫：指脊髓實質內出血，這在血管畸形者更易發生。其程度可從細微的點狀出血到血腫形成不等。少量出血者，血腫吸收後其脊髓功能有可能得到部分或大部分恢複;嚴重的血腫易因瘢痕形成而預後不佳。
(3)脊髓挫傷：脊髓挫傷的程度有較大差別，從十分輕微的脊髓水腫、點狀或片狀出血到脊髓廣泛挫裂(軟化和壞死)不等，並隨著時間的延長，由於神經膠質和纖維組織增生等改變，繼而導致瘢痕形成、脊髓萎縮以致引起不可逆性後果。
(4)脊髓受壓：髓外組織，包括骨折片、脫出的髓核、內陷的韌帶、血腫及後期的骨痂、骨刺、粘連性束帶、瘢痕等以及體外的異物(彈片、內固定物及植骨片等)可造成對脊髓組織的直接壓迫。這種壓迫可引起局部的缺血、缺氧、水腫及淤血等，從而改變且加重了脊髓的受損程度。
(5)斷裂：除火器傷外，脊柱脫位超過一定限度時，脊髓也可出現部分或完全斷裂，以致引起脊髓傳導功能的大部或全部喪失，外形上看，硬膜囊大多保持完整;但骨折脫位十分明顯的嚴重型，硬膜囊亦可同時斷裂。
(6)脊休克：與脊髓震蕩不同，脊休克不是暴力直接作用於脊髓所致。其臨床表現為損傷椎節以下肌張力降低，肢體呈弛緩性癱瘓，感覺及骨骼肌反射消失，引不出病理反射，大便失禁及小便瀦留等。這種表現實質上是損傷斷麵以下脊髓失去高級中樞控製的後果，一般持續2～4周，合並感染者持續時間延長。當脊休克消失後，脊髓的恢複因損傷程度的不同而有所差異。橫斷性脊髓損傷者的運動、感覺及淺反射功能不恢複，反射亢進，並有病理反射出現;不完全性損傷者的脊髓功能則可獲得大部分、部分或少許恢複。
以上為脊髓損傷的類型，但脊髓內的病理改變則視傷後時間的長短而不同。脊髓實質性損傷一般可分為早、中、晚三期。早期指傷後2周以內，主要表現為脊髓的自溶過程，並於傷後48h內達到高峰。中期為傷後2周至2年以上，主要表現為急性過程的消退及修複過程，由於成纖維組織的生長速度快於脊髓組織，而使斷裂的脊髓難以再通。後期主要表現為脊髓組織的變性改變，其變化時間較長，一般從傷後2～4年開始，持續可達10年以上，其中微循環改變起著重要作用。
